DE19749774A1

DE19749774A1 - Three-dimensional concrete product building

Info

Publication number: DE19749774A1
Application number: DE19749774A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl Ing Meese
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-12

Abstract

The building has a number of thin layers (6,7,9,10) which are built up to produce the component (8). The layers are applied horizontally (x,y) superposed (z) using previously formed shuttering made up from relatively thin layers of support material applied one on another in the form of concrete etc. The layers are applied in line or point form using a nozzle (4) moving in a horizontal plane (x,y) and vertical to this (z). A support material nozzle (11) also moves in these two planes (x,y,z). Concrete and support material nozzles can be coupled to one another, using any number of adjoining nozzles. Each nozzle has a circular or slot mouthpiece.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils aus Beton oder dergleichen.The invention relates to a method and a device for the production of a three-dimensional component made of concrete or similar.

Es ist bekannt, ein Bauteil aus Beton dadurch herzustellen, daß zuerst eine die Form des Bauteils abbildende Schalung aufgebaut wird, um danach den flüssigen Beton in die Schalung einzugießen und aushärten zu lassen. Danach wird die Schalung üblicherweise wieder entfernt und das Bauteil ist damit im Wesentlichen fertiggestellt.It is known to produce a component from concrete by that first a formwork that reflects the shape of the component is built up, after which the liquid concrete in the Pour in the formwork and let it harden. After that the formwork is usually removed and the component is essentially complete.

Ersichtlich ist dieses Verfahren zur Herstellung des Bauteils mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Insbesondere bei beliebigen dreidimensionalen Bauteilen, die mit Krümmungen oder sonstigen gewölbten Flächen versehen sind, ist es häufig sehr schwierig, die Schalung für derartige Bauteile zu erstellen. Darüber hinaus hat die Schalung nach dem Aushärten des Betons üblicherweise keine Funktion mehr und muß deshalb häufig zumindest teilweise entsorgt werden.This process for the production of the Component associated with a considerable effort. Especially with any three-dimensional components, those with curvatures or other curved surfaces are often very difficult to formwork to create for such components. In addition, the No formwork after the concrete has hardened Function more and therefore must often at least partially to be disposed of.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils aus Beton oder dergleichen zu schaffen, das mit einem geringeren Aufwand durchführbar und einfacher ausgebildet ist.The object of the invention is a method and Device for producing a three-dimensional To create component of concrete or the like that with less feasible and easier is trained.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Beton in der Form einer Mehrzahl von im Vergleich zum Bauteil dünnen Schichten aufgebracht wird, und daß zur Herstellung des Bauteils die Mehrzahl der Schichten aufeinander aufgetragen werden. Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Betondüse zum Auftragen des Betons vorgesehen ist, die in einer Ebene, insbesondere in einer etwa horizontalen Ebene, und etwa senkrecht dazu verfahrbar ist.This task is initiated in a procedure mentioned type according to the invention solved in that the Concrete in the form of a number of compared to Component thin layers is applied, and that for Manufacturing the component the majority of the layers are applied to each other. In a device of the task mentioned is the object of the invention solved in that at least one concrete nozzle for Application of the concrete is provided, which is in one level especially in an approximately horizontal plane, and approximately is movable perpendicular to it.

Durch die schichtweise Aufbringung des Betons wird erreicht, daß zur Herstellung des Bauteils keine Schalung mehr zwingend erforderlich ist. So ist es möglich, daß auf eine Grundfläche eine erste Schicht Beton aufgetragen wird. Nachdem diese erste Schicht zumindest in einem gewissen Maß ausgehärtet ist, kann auf die erste Schicht eine zweite Schicht aufgetragen werden. Entsprechendes wird danach mit einer dritten Schicht usw. durchgeführt. Die einzelnen Schichten können dabei unterschiedliche Flächen aufweisen. Inbesondere ist es möglich, daß beispielsweise die dritte Schicht an manchen Stellen die zweite Schicht geringfügig überlappt, oder daß umgekehrt die zweite Schicht an manchen Stellen die dritte Schicht geringfügig überlappt. Auf diese Weise können beliebige dreidimensionale Formen des herzustellenden Bauteils realisiert werden.Due to the layered application of the concrete achieved that no formwork for the production of the component is more imperative. So it is possible that on a first layer of concrete is applied to a base. Having this first layer at least to some extent is cured, a second can be applied to the first layer Layer can be applied. The same will happen with a third shift, etc. The single ones Layers can have different areas. In particular, it is possible that, for example, the third Layer the second layer slightly in some places overlaps, or that conversely the second layer on in some places the third layer overlaps slightly. In this way you can create any three-dimensional shape of the component to be manufactured.

Zum Auftragen der übereinander angeordneten Schichten des Betons ist eine Betondüse vorgesehen. Diese kann in einer zu der vorgesehenen Schicht etwa parallelen Ebene verfahren werden. Dadurch kann die Schicht des Betons durch das Verfahren der Betondüse aufgebracht werden. Ist jeweils eine der Schichten des Betons aufgetragen worden, so kann die Betondüse in einer etwa senkrecht zur Ebene der Schicht angeordneten Richtung verfahren werden. Damit wird erreicht, daß die Betondüse nunmehr zum Auftragen der nächsten Schicht des Betons bereit ist.To apply the layers of the A concrete nozzle is provided for concrete. This can be done in one move approximately parallel to the intended layer become. This allows the layer of concrete to pass through Procedure of the concrete nozzle to be applied. Is respectively one of the layers of concrete has been applied the concrete nozzle in an approximately perpendicular to the plane of the layer ordered direction can be moved. So that will achieved that the concrete nozzle now for applying the next layer of concrete is ready.

Wie bereits erwähnt, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Schalung für das herzustellende Bauteil zwingend erforderlich. Das Bauteil kann durch das schichtweise Auftragen des Betons ohne jegliche Schalung hergestellt werden. Dies stellt hinsichtlich des Aufwands, der Kosten und auch der Zeitdauer für die Herstellung des Bauteils einen wesentlichen Vorteil der Erfindung dar.As already mentioned, the inventive Method or none in the device according to the invention Formwork is mandatory for the component to be manufactured required. The component can be layered through the Application of the concrete made without any formwork become. This represents in terms of effort, cost and also the length of time for the production of the component represent an essential advantage of the invention.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Schichten in etwa horizontalen Ebenen und damit etwa vertikal übereinander aufgetragen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der aus der Betondüse austretende Beton mit Hilfe der Schwerkraft aufgetragen wird. Es ist also kein Druck oder dergleichen erforderlich, um die Schicht des Betons zu erstellen. Statt dessen werden die Schichten des Betons "sanft" aufeinandergelegt und damit zu dem gesamten Bauteil aufgeschichtet. In an advantageous development of the invention the layers in approximately horizontal planes and thus approximately applied vertically one above the other. That way achieved that the concrete emerging from the concrete nozzle with Gravity is applied. So it's not Pressure or the like is required to cover the layer of To create concrete. Instead, the layers of the Concrete "gently" placed on top of each other and thus to the whole Component stacked up.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Auftragen des Betons eine Schalung aus einem Stützmaterial hergestellt. Die Schalung kann dazu verwendet werden, insbesondere komplizierte Wölbungen oder sonstige insbesondere frei abstehende und damit schwer erstellbare Bestandteile des Bauteils herzustellen. Es ist also nicht unbedingt erforderlich, daß die gesamte Form des Bauteils als Schalung erstellt wird, sondern es genügt, daß die kritischen Stellen des Bauteils mit Hilfe einer Schalung bei der Herstellung unterstützt werden. Besonders zweckmäßig ist es beispielsweise, wenn bei einer überhängenden Fläche des Bauteils zuerst eine Schalung hergestellt wird, die danach beim Auftragen des Betons gewährleistet, daß der flüssige Beton nicht davonfließt, sondern daß letztlich die erwünschte Form des Bauteils entsteht.In an advantageous embodiment of the invention before applying the concrete, formwork from a Support material made. The formwork can be used for this become, especially complicated arches or other in particular freely protruding and therefore difficult to create To manufacture components of the component. So it's not absolutely necessary that the entire shape of the component is created as formwork, but it is sufficient that the critical parts of the component using formwork be supported in the production. Especially It is useful, for example, if at a overhanging surface of the component first formwork is produced, which afterwards when applying the concrete ensures that the liquid concrete does not flow away, but that ultimately the desired shape of the component arises.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Stützmaterial in der Form einer Mehrzahl von im Vergleich zur Schalung dünnen Schichten aufgebracht, und es werden zur Herstellung der Schalung die Mehrzahl der Schichten aufeinander aufgetragen. Erfindungsgemäß wird also die Schalung auf dieselbe Art und Weise hergestellt wie das Bauteil. Dies bedeutet, daß das die Schalung bildende Stützmaterial schichtweise aufgetragen wird. Die einzelnen Schichten des Stützmaterials ergeben dann insgesamt die Schalung und damit die Form des herzustellenden Bauteils. Aufgrund der schnellen Verfestigung des Stützmaterials ist gewährleistet, daß bei der Herstellung der Schalung das Stützmaterial nicht davonläuft, sondern daß letztlich diejenige Form der Schalung entsteht, die im Hinblick auf das herzustellende Bauteil erwünscht ist.In an advantageous development of the invention the support material in the form of a plurality of im Compared to the formwork thin layers applied, and it are used to manufacture the formwork the majority of Apply layers on top of each other. According to the invention So the formwork was made in the same way like the component. This means that the formwork forming support material is applied in layers. The individual layers of the support material then result overall the formwork and thus the shape of the component to be manufactured. Because of the fast Solidification of the support material ensures that at the support material during the manufacture of the formwork runs away, but ultimately that form of Formwork is created with regard to what is to be manufactured Component is desired.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn mindestens eine Stützmaterialdüse zum Auftragen von Stützmaterial oder dergleichen vorgesehen ist, die in einer Ebene, insbesondere in einer etwa horizontalen Ebene, und etwa senkrecht dazu verfahrbar ist. Zusätzlich zur Betondüse ist also mindestens eine Stützmaterialdüse vorgesehen. Mit Hilfe dieser Stützmaterialdüse kann dann die Schalung durch schichtweises Auftragen des Stützmaterials hergestellt werden. Danach kann mit Hilfe der Betondüse und mit Unterstützung der Schalung der Beton schichtweise aufgetragen werden.It is particularly useful if at least one Support material nozzle for applying support material or the like is provided in a plane, especially in an approximately horizontal plane, and approximately is movable perpendicular to it. In addition to the concrete nozzle thus at least one support material nozzle is provided. With With the help of this support material nozzle, the formwork can then pass through layered application of the support material become. Then you can use the concrete nozzle and Supporting the formwork of the concrete in layers be applied.

Es ist nun möglich, daß die Betondüse und die Stützmaterialdüse völlig unabhängig voneinander verfahren werden. Damit ist es möglich, daß beispielsweise zuerst die Schalung zumindest teilweise aus mehreren Schichten hergestellt wird, um danach die Schichten des Betons nacheinander aufzutragen. It is now possible that the concrete nozzle and the Move the support material nozzle completely independently of one another become. It is possible, for example, that first the formwork at least partially from several layers is then made to the layers of concrete to apply sequentially.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Auftragen des Stützmaterials und das Auftragen des Betons bei jeder der Schichten in einem kurzen zeitlichen Abstand zueinander erfolgt. So ist es beispielsweise möglich, zuerst mit der Stützmaterialdüse eine Schicht der Schalung zu erstellen, um danach sofort mit der Betondüse die zugehörige Schicht des Betons aufzutragen. In Abhängigkeit von der Verfestigungszeit des Stützmaterials können diese beiden Vorgänge in einem kurzen zeitlichen Abstand zueinander durchgeführt werden.It is particularly useful if the application of the Support material and applying the concrete to each of the Layers at a short distance from each other he follows. For example, it is possible to start with the Support material nozzle to create a layer of formwork to immediately apply the associated layer with the concrete nozzle of the concrete. Depending on the Solidification time of the support material can be these two Processes at a short interval from each other be performed.

Desweiteren ist es besonders zweckmäßig, wenn die Betondüse und die Stützmaterialdüse miteinander gekoppelt sind. Sind beispielsweise zwei Stützmaterialdüsen vorgesehen, so ist es möglich, dazwischen eine Betondüse anzuordnen, die desweiteren in Verfahrrichtung einen Abstand zu den Stützmaterialdüsen aufweist. Dadurch ist es möglich, daß bei einem Verfahren der drei miteinander gekoppelten Düsen in Verfahrrichtung zuerst zwei linienförmige Schichten des Stützmaterials erstellt werden, zwischen die dann eine linienförmige Schicht des Betons aufgetragen wird. Durch die beiden Schichten des Stützmaterials wird gewährleistet, daß der Beton quer zur Verfahrrichtung nicht davonfließen kann. Es ist somit möglich, ein wandartiges Bauteil aus Beton herzustellen. Furthermore, it is particularly useful if the Concrete nozzle and the support material nozzle coupled together are. For example, there are two support material nozzles provided, it is possible to have a concrete nozzle in between to arrange the further one in the direction of travel Has distance to the support material nozzles. That’s it possible that in a process of three with each other coupled nozzles in the direction of travel first two linear layers of the support material are created, between which is then a linear layer of concrete is applied. Through the two layers of the Support material ensures that the concrete is perpendicular to the Direction of travel cannot flow away. So it is possible to produce a wall-like component from concrete.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden der Beton und/oder das Stützmaterial linienförmig oder punktweise aufgetragen. Es ist also nicht nur möglich, den Beton und/oder das Stützmaterial durch ein Verfahren der zugehörigen Düsen linienförmig aufzutragen, sondern es ist ebenfalls möglich, daß der Beton und/oder das Stützmaterial punktartig aufgebracht werden, um auf diese Art und Weise letztlich eine Fläche zu bilden.In an advantageous development of the invention the concrete and / or the support material is linear or dotted. So it is not only possible that Concrete and / or the support material by a method of associated nozzles linearly, but it is also possible that the concrete and / or that Support material can be applied point-wise to this Way ultimately to form a surface.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Mehrzahl von Betondüsen und/oder eine Mehrzahl von Stützmaterialdüsen nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß beispielsweise eine Mehrzahl von wandartigen Bauteilen gleichzeitig hergestellt werden können. Aus diesen wandartigen Bauteilen kann dann beispielsweise insgesamt ein Bauteil aus Beton entstehen, dessen Innenraum von sich kreuzenden Wänden gebildet wird.It is particularly advantageous if a plurality of Concrete nozzles and / or a plurality of support material nozzles are arranged side by side. That way achieved that, for example, a plurality of wall-like Components can be manufactured at the same time. Out these wall-like components can then, for example a total of a component made of concrete, its interior is formed by intersecting walls.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, applications and advantages of the Invention result from the following description of embodiments of the invention shown in the figures the drawing are shown. Thereby everyone described or illustrated features for themselves or in any combination the subject of the invention, regardless of their summary in the Patent claims or their relationship and independently from their formulation or representation in the description or in the drawing.

Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a device according to the invention;

Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung von zwei Stützmaterialdüsen und einer Betondüse; und Fig. 2 shows a schematic plan view of an arrangement of two supporting material nozzles and a Betondüse; and

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf sich kreuzende wandartige Bauteile mit zugehörigen Schalungen. Fig. 3 shows a schematic plan view of intersecting wall-like components with associated formwork.

In der Fig. 1 ist eine Grundfläche 1 dargestellt, auf der stark vereinfacht ein Freiarmroboter 2 oder dergleichen aufgestellt ist, der mit einem Arm 3 versehen ist. Am freien Ende des Arms 3 ist eine Betondüse 4 angebracht, die mit einem Schlauch 5 versehen ist.In FIG. 1, a base 1 is illustrated, on a greatly simplified articulated robot 2 or the like is placed, which is provided with an arm 3. At the free end of the arm 3 , a concrete nozzle 4 is attached, which is provided with a hose 5 .

In nicht näher dargestellter Weise ist die Betondüse 4 über den Arm 3 des Freiarmroboters 2 frei im Raum verfahrbar. Inbesondere ist es möglich, daß die Betondüse 4 in einer x-y-Ebene verfahrbar ist, die etwa parallel zur Grundfläche 1 angeordnet ist. Diese x-y-Ebene ist vorzugsweise etwa horizontal ausgerichtet. Desweiteren ist die Betondüse 4 in einer etwa senkrecht zur x-y-Ebene ausgerichteten z-Richtung frei verfahrbar. Die z-Achse entspricht etwa der Vertikalen.In a manner not shown, the concrete nozzle 4 can be moved freely in space via the arm 3 of the free-arm robot 2 . In particular, it is possible that the concrete nozzle 4 can be moved in an xy plane which is arranged approximately parallel to the base area 1 . This xy plane is preferably oriented approximately horizontally. Furthermore, the concrete nozzle 4 can be moved freely in an approximately perpendicular direction to the xy plane. The z-axis corresponds approximately to the vertical.

Über den Schlauch 5 wird der Betondüse 4 flüssiger Beton zugeführt. Mit Hilfe des Arms 3 des Freiarmroboters 2 wird die Betondüse 4 derart verfahren, daß der aus der Betondüse 4 austretende Beton in der Form einer Schicht aufgetragen wird.Liquid concrete is supplied to the concrete nozzle 4 via the hose 5 . With the help of the arm 3 of the free arm robot 2 , the concrete nozzle 4 is moved such that the concrete emerging from the concrete nozzle 4 is applied in the form of a layer.

So wird eine erste Schicht 6 des Betons unmittelbar auf die Grundfläche 1 aufgebracht. Dies wird dadurch erreicht, daß die Betondüse 4 in einem vorgegebenen Abstand über der Grundfläche 1 angeordnet wird. Dieser Abstand wird während der gesamten Aufbringung der ersten Schicht 6 beibehalten. Unter der Annahme, daß die erste Schicht 6 eine etwa kreisförmige Fläche bilden soll, wird die Betondüse 4 beispielsweise entlang einer Spirale von innen nach außen oder umgekehrt verfahren. Dabei tritt andauernd Beton aus der Betondüse 4 aus. Ebenfalls ist es möglich, daß die Betondüse 4 in der Form von ineinanderliegenden Kreisen verfahren wird. Dabei muß nach jedem durchlaufenen Kreis ggf. die Zufuhr des Betons kurzfristig unterbrochen werden. Eine weitere Möglichkeit der Aufbringung der ersten Schicht 6 besteht darin, daß die Betondüse 4 immer in x-Richtung und/oder in y-Richtung bewegt und auf diese Weise die kreisförmige Fläche überfahren wird.A first layer 6 of the concrete is thus applied directly to the base area 1 . This is achieved in that the concrete nozzle 4 is arranged at a predetermined distance above the base area 1 . This distance is maintained during the entire application of the first layer 6 . Assuming that the first layer 6 should form an approximately circular surface, the concrete nozzle 4 is moved, for example, along a spiral from the inside out or vice versa. Concrete is constantly escaping from the concrete nozzle 4 . It is also possible that the concrete nozzle 4 is moved in the form of interlocking circles. The supply of the concrete may have to be interrupted briefly after each cycle. A further possibility of applying the first layer 6 is that the concrete nozzle 4 always moves in the x direction and / or in the y direction and in this way the circular surface is run over.

Insgesamt ergibt sich dadurch die erste Schicht 6 in der Form der erwünschten kreisförmigen Fläche. Die Dicke der ersten Schicht 6 des Betons beträgt in Abhängigkeit von der Zähigkeit des Betons und ohne Stützmaterial nur einige Millimeter.Overall, this results in the first layer 6 in the form of the desired circular area. The thickness of the first layer 6 of the concrete is only a few millimeters, depending on the toughness of the concrete and without supporting material.

Danach wird die Betondüse 4 in Richtung der z-Achse verfahren, so daß nunmehr die Betondüse 4 den vorgegebenen Abstand zur ersten Schicht 6 aufweist. Die Betondüse 4 ist somit bereit, eine zweite Schicht 7 auf die erste Schicht 6 aufzutragen.Then the concrete nozzle 4 is moved in the direction of the z-axis, so that the concrete nozzle 4 is now at the predetermined distance from the first layer 6 . The concrete nozzle 4 is thus ready to apply a second layer 7 to the first layer 6 .

Zu diesem Zweck wird die Betondüse 4 innerhalb der x-y-Ebe ne verfahren. Unter der Annahme, daß auch die zweite Schicht 7 kreisförmig ausgebildet sein soll, kann die Betondüse 4 in der bereits beschriebenen Art und Weise verfahren werden.For this purpose, the concrete nozzle 4 is moved within the xy plane. Assuming that the second layer 7 should also be circular, the concrete nozzle 4 can be moved in the manner already described.

Dieses Verfahren wird mit einer dritten Schicht usw. fortgesetzt. Auf diese Weise werden eine Mehrzahl von Schichten aufeinander aufgebracht. Insgesamt entsteht dadurch ein Bauteil 8, dessen Abmessungen üblicherweise wesentlich größer sind als die Dicke der einzelnen Schichten.This process continues with a third shift, etc. In this way, a plurality of layers are applied to one another. Overall, this creates a component 8 , the dimensions of which are usually much larger than the thickness of the individual layers.

Soll das Bauteil 8 beispielsweise zylinderförmig sein und einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, so ist der Durchmesser der einzelnen Schichten 6, 7 immer gleich. Es werden also in diesem Fall immer gleichartige Schichten übereinander angeordnet. Dies wird so lange fortgesetzt, bis sich die erwünschte Höhe des Bauteils 8 ergibt.If the component 8 is to be cylindrical, for example, and has a circular cross section, the diameter of the individual layers 6 , 7 is always the same. In this case, layers of the same type are always arranged one above the other. This continues until the desired height of the component 8 is obtained.

Soll das Bauteil 8 eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen, wie dies beispielhaft in der Fig. 1 dargestellt ist, so weisen die einzelnen Schichten des Bauteils 8 unterschiedlich ausgestaltete Flächen auf. In der Fig. 1 ist das Bauteil 8 zylinderförmig ausgestaltet, der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts wächst jedoch mit steigender Höhe.If the component 8 is to have any three-dimensional shape, as is shown by way of example in FIG. 1, the individual layers of the component 8 have surfaces of different designs. In FIG. 1, the member 8 is of cylindrical design, however, the diameter of the circular cross section increases with increasing height.

Zur Herstellung des Bauteils 8 der Fig. 1 ist es erforderlich, daß die einzelnen, nacheinander aufgebrachten kreisförmigen Schichten des Betons einen immer größer werdenden Durchmesser besitzen, und daß die Kreisform am freien Ende des Bauteils 8 in einen etwa rechteckförmigen Querschnitt übergeht. Dies führt dazu, daß beispielsweise eine in der Fig. 1 vorgesehene Schicht 9 einen größeren Durchmesser und ggf. auch eine andere Form aufweist als eine darunterliegende Schicht 10. Die Schicht 9 überlappt also die Schicht 10 und steht über diese hinaus.For the production of the component 8 of FIG. 1, it is necessary that the individual circular layers of the concrete which are applied one after the other have an ever increasing diameter, and that the circular shape at the free end of the component 8 changes into an approximately rectangular cross section. This means that, for example, a layer 9 provided in FIG. 1 has a larger diameter and possibly also a different shape than an underlying layer 10 . Layer 9 thus overlaps layer 10 and projects beyond it.

Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem Auftragen der Schicht 10 des Betons zuerst eine gewisse Zeitdauer abgewartet wird, bis diese Schicht 10 zumindest in einem gewissen Ausmaß ausgehärtet ist. Danach wird die darüberliegende Schicht 9 aufgetragen. Desweiteren wird dies dadurch erreicht, daß die Konsistenz des Betons eher zähflüssig gewählt wird, so daß der Beton zumindest einen gewissen inneren Zusammenhalt aufweist.This is achieved in that after the layer 10 of the concrete has been applied, a certain period of time is first waited until this layer 10 has hardened at least to a certain extent. The overlying layer 9 is then applied. Furthermore, this is achieved in that the consistency of the concrete is chosen rather viscous, so that the concrete has at least a certain internal cohesion.

Durch das zumindest teilweise Aushärten der Schicht 10 und durch den eher zähen Beton ist gewährleistet, daß die Schicht 9 nicht völlig unkontrolliert davonfließen kann. Statt dessen bietet die Schicht 10 einen gewissen Halt für die darüberliegende Schicht 9. Solange der Beton der überlappenden Schicht 9 nicht zu stark über die Schicht 10 übersteht, wird der Beton der Schicht 9 die erwünschte kreisförmige Fläche bilden. Die Schicht 9 wird dann ebenfalls aushärten, so daß danach die nächste Schicht in derselben Art und Weise aufgetragen werden kann.The at least partial hardening of layer 10 and the rather tough concrete ensure that layer 9 cannot flow away completely uncontrollably. Instead, the layer 10 offers a certain hold for the layer 9 above. As long as the concrete of the overlapping layer 9 does not protrude too much over the layer 10 , the concrete of the layer 9 will form the desired circular surface. The layer 9 will then also harden so that the next layer can then be applied in the same manner.

Insbesondere bei starken Überlappungen oder stark überstehenden Bestandteilen des Bauteils 8 kann es zweckmäßig sein, eine Schalung zur Unterstützung der aufeinander aufgebrachten Schichten des Betons vorzusehen. Bei dieser Schalung kann es sich einerseits um eine konventionelle Schalung, beispielsweise um eine Holzschalung handeln.In particular in the case of large overlaps or strongly protruding components of the component 8 , it may be expedient to provide a formwork to support the layers of the concrete applied to one another. This formwork can, on the one hand, be a conventional formwork, for example a wooden formwork.

Ebenfalls ist es möglich, daß zur Herstellung der Schalung gemäß der Fig. 1 eine Stützmaterialdüse 11 vorgesehen ist, die an einem Arm 12 gehalten und mit einem Schlauch 13 verbunden ist. Der Arm 12 kann dabei in ähnlicher Weise mit einem Roboter oder dergleichen verbunden sein. In jedem Fall ist die Stützmaterialdüse 11 - wie die Betondüse 4 - frei im Raum verfahrbar.It is also possible that a support material nozzle 11 is provided for producing the formwork according to FIG. 1, which is held on an arm 12 and connected to a hose 13 . The arm 12 can be connected in a similar manner to a robot or the like. In any case, the support material nozzle 11 - like the concrete nozzle 4 - can be moved freely in the room.

Mit Hilfe der Stützmaterialdüse 11 kann auf der Grundfläche 1 eine erste ringförmige Schicht aus Stützmaterial aufgetragen werden. Bei dem Stützmaterial kann es sich z. B. um einen thermoplastischen Kunststoff, einen Schaumstoff oder ein sonstiges standsicheres und plastisches Material handeln. Auf dieser ersten Schicht kann dann eine zweite und eine dritte Schicht usw. aufgebracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, mit Hilfe der Stützmaterialdüse 11 eine Schalung für das Bauteil 8 zu erstellen. In diese Schalung kann dann danach mit Hilfe der Betondüse 4 der Beton schichtweise aufgetragen werden. With the aid of the support material nozzle 11 , a first annular layer of support material can be applied to the base area 1 . The support material may be e.g. B. can be a thermoplastic, a foam or some other stable and plastic material. A second and a third layer etc. can then be applied to this first layer. In this way, it is possible to use the support material nozzle 11 to create a formwork for the component 8 . The concrete can then be applied in layers using the concrete nozzle 4 in this formwork.

Aufgrund der schnellen Verfestigung des Stützmaterials ist gewährleistet, daß die von der Stützmaterialdüse 11 aufgetragenen Schichten sofort erstarren und deshalb nicht davonfließen. Insbesondere kann auf diese Weise erreicht werden, daß auch überhängende Wölbungen des Bauteils 8, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, hergestellt werden können. Zu diesem Zweck wird durch die aufeinander angeordneten Schichten des Stützmaterials eine ebenfalls überhängende Schalung hergestellt, die dann den nachfolgend schichtweise eingebrachten Beton unterstützt.The rapid solidification of the support material ensures that the layers applied by the support material nozzle 11 solidify immediately and therefore do not flow away. In particular, it can be achieved in this way that overhanging curvatures of the component 8 , as shown in FIG. 1, can also be produced. For this purpose, an overhanging formwork is produced by the layers of the supporting material arranged one on top of the other, which then supports the concrete that is subsequently laid in layers.

Es ist möglich, daß zuerst die gesamte Schalung mit Hilfe der Stützmaterialdüse 11 hergestellt und erst danach der Beton mit Hilfe der Betondüse 4 eingebracht wird. Ebenfalls ist es jedoch möglich, daß das Stützmaterial und der Beton jeweils schichtweise aufgetragen werden. So kann beispielsweise zuerst eine Schicht des die Schalung bildenden Stützmaterials aufgebracht werden, um danach die Schicht des durch das Stützmaterial begrenzten Betons aufzutragen. In diesem Fall findet das Auftragen des Betons nahezu zeitgleich, insbesondere kurz nach Aufbringen des Stützmaterials statt.It is possible that the entire formwork is first produced using the support material nozzle 11 and only then is the concrete introduced using the concrete nozzle 4 . However, it is also possible for the support material and the concrete to be applied in layers. For example, a layer of the support material forming the formwork can be applied first in order to then apply the layer of the concrete delimited by the support material. In this case, the application of the concrete takes place almost simultaneously, especially shortly after the application of the support material.

In der Fig. 2 ist eine Möglichkeit dargestellt, mit der wandartige Bauteile hergestellt werden können. Zu diesem Zweck sind zwei Stützmaterialdüsen 14, 15 und eine Betondüse 16 vorgesehen. Die Betondüse 16 ist einerseits zwischen den beiden Stützmaterialdüsen 14, 15 sowie andererseits in Verfahrrichtung 17 mit einem Abstand zu den beiden Stützmaterialdüsen 14, 15 angeordnet. Die beiden Stützmaterialdüsen 14, 15 und die Betondüse 16 können fest miteinander gekoppelt sein.In FIG. 2, a possibility is shown, can be prepared with the wall-like components. For this purpose, two support material nozzles 14 , 15 and a concrete nozzle 16 are provided. The concrete nozzle 16 is arranged on the one hand between the two support material nozzles 14 , 15 and on the other hand in the direction of travel 17 at a distance from the two support material nozzles 14 , 15 . The two support material nozzles 14 , 15 and the concrete nozzle 16 can be firmly coupled to one another.

Bewegen sich nunmehr die beiden Stützmaterialdüsen 14, 15 und die Betondüse 16 gleichzeitig in Verfahrrichtung 17, so werden durch die beiden Stützmaterialdüsen 14, 15 zwei linienförmige Schichten 18, 19 aus Stützmaterial aufgetragen. Unter Einhaltung des genannten Abstands wird gleichzeitig mittels der Betondüse 16 eine linienförmige Schicht 20 des Betons zwischen die beiden linienförmigen Schichten 18, 19 des Stützmaterials eingebracht. Der Beton wird auf diese Weise von den beiden linienförmigen Schichten 18, 19 des Stützmaterials begrenzt. Die beiden Schichten 18, 19 des Stützmaterials bilden somit eine Schalung für den Beton.If the two support material nozzles 14 , 15 and the concrete nozzle 16 now move simultaneously in the direction of travel 17 , two linear layers 18 , 19 of support material are applied by the two support material nozzles 14 , 15 . While maintaining the distance mentioned, a linear layer 20 of the concrete is simultaneously introduced between the two linear layers 18 , 19 of the support material by means of the concrete nozzle 16 . In this way, the concrete is delimited by the two linear layers 18 , 19 of the support material. The two layers 18 , 19 of the support material thus form a formwork for the concrete.

Die beiden Stützmaterialdüsen 14, 15 sowie die Betondüse 16 können, wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben, frei im Raum verfahren werden. Auf diese Weise können die linienförmigen Schichten 18, 19, 20 beispielsweise einen Kreis oder dergleichen bilden. Werden mehrere derartige Schichten übereinander aufgetragen, so entsteht ein wandartiges Bauteil aus Beton, das zwischen zwei Schalungen aus Stützmaterial angeordnet ist. Durch entsprechende Überlappungen bzw. durch ein entsprechendes Überstehen übereinander angeordneter Schichten des Stützmaterials ist es möglich, gewölbte Schalungen und damit auch gewölbte wandartige Bauteile herzustellen.As already described in connection with FIG. 1, the two support material nozzles 14 , 15 and the concrete nozzle 16 can be moved freely in the room. In this way, the linear layers 18 , 19 , 20 can form a circle or the like, for example. If several layers of this type are applied one on top of the other, a wall-like component made of concrete is formed, which is arranged between two formworks of supporting material. By means of corresponding overlaps or by means of a corresponding protrusion of layers of the support material arranged one above the other, it is possible to produce curved formwork and thus also curved wall-like components.

In der Fig. 3 ist ein Bauteil dargestellt, das beispielsweise mit Hilfe der beiden Stützmaterialdüsen 14, 15 und der Betondüse 16 der Fig. 2 hergestellt werden kann. Das Bauteil der Fig. 3 weist insgesamt vier Wände 21 aus Beton auf, die von Schalungen 22, 23 aus Stützmaterial begrenzt sind. FIG. 3 shows a component that can be produced, for example, using the two support material nozzles 14 , 15 and the concrete nozzle 16 of FIG. 2. The component of FIG. 3 has a total of four walls 21 made of concrete, which are delimited by formwork 22 , 23 made of support material.

Die Wände 21 sind etwa rechtwinklig zueinander angeordnet. Auf diese Weise entsteht eine Gitteranordnung, mit der beispielsweise der Innenraum eines zylindrischen Trägers oder dergleichen ausgebildet sein kann.The walls 21 are arranged approximately at right angles to one another. In this way, a grid arrangement is created with which, for example, the interior of a cylindrical carrier or the like can be formed.

Die Schalungen 22, die von außen noch zugänglich sind, können nachträglich wieder entfernt werden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, daß die Schalungen 22 beispielsweise als Wärmedämmung oder dergleichen bestehen bleiben. Die Schalungen 23, die innerhalb der Wände 21 angeordnet und damit nicht zugänglich sind, werden nicht entfernt. The formwork 22 , which is still accessible from the outside, can be removed later. However, it is also possible for the formwork 22 to remain as thermal insulation or the like, for example. The formwork 23 , which are arranged within the walls 21 and are therefore not accessible, are not removed.

In Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 1 ist es möglich, daß anstelle des Freiarmroboters 2 ein Portalroboter oder dergleichen vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Betondüse/n 4 und/oder die Stützmaterialdüse/n 11 frei im Raum verfahrbar sind. Dabei können die Betondüse/n 4 und die Stützmaterialdüse/n 11 unabhängig voneinander oder miteinander gekoppelt sein.In a modification of the embodiment of FIG. 1, it is possible that a portal robot or the like is provided instead of the free arm robot 2 , with the help of which the concrete nozzle / s 4 and / or the support material nozzle / s 11 can be moved freely in space. The concrete nozzle (s) 4 and the support material nozzle (s ) 11 can be coupled independently of one another or with one another.

In Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 2 ist es möglich, daß eine Mehrzahl von Betondüsen und/oder eine Mehrzahl von Stützmaterialdüsen nebeneinander angeordnet sind. Dabei ist es möglich, daß die Stützmaterialdüsen und die Betondüsen jeweils eine Linie bilden, wobei die Betondüsen in Verfahrrichtung hinter den Stützmaterialdüsen angeordnet sind. In einer weiteren Abwandlung der Ausführungsformen der Fig. 1 oder der Fig. 2 ist es möglich, daß die Betondüse/n und/oder die stützmaterialdüse/n keine kreisförmigen Öffnungen aufweisen, sondern einen Spalt oder dergleichen bilden.In a modification of the embodiment in FIG. 2, it is possible for a plurality of concrete nozzles and / or a plurality of support material nozzles to be arranged next to one another. It is possible that the support material nozzles and the concrete nozzles each form a line, the concrete nozzles being arranged behind the support material nozzles in the direction of travel. In a further modification of the embodiments of FIG. 1 or FIG. 2, it is possible that the concrete nozzle / s and / or the support material nozzle / s do not have circular openings, but instead form a gap or the like.

Claims

1. A method for producing a three-dimensional component ( 8 ) from concrete or the like, characterized in that the concrete is applied in the form of a plurality of thin layers ( 6 , 7 , 9 , 10 ) in comparison to the component, and that for the production of the component ( 8 ), the plurality of layers ( 6 , 7 , 9 , 10 ) are applied to one another.

2. The method according to claim 1, characterized in that the layers ( 6 , 7 , 9 , 10 ) in approximately horizontal planes (x, y) and thus approximately vertically (z) are applied one above the other.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that a before Formwork made of a support material or the like will be produced.

4. The method according to claim 3, characterized in that the support material in the form of a plurality of im Thin layers applied compared to the formwork will, and that for the production of the formwork Most of the layers are applied to each other.

5. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized characterized in that the application of the support material and applying the concrete to each of the layers takes place in a short time interval to each other.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the concrete and / or that Support material applied linearly or point by point become.

7. A device for producing a three-dimensional component ( 8 ) from concrete or the like, characterized in that at least one concrete nozzle ( 4 ) is provided for applying the concrete, which in one plane (x, y), in particular in an approximately horizontal plane, and can be moved approximately perpendicular to it (z).

8. The device according to claim 7, characterized in that at least one support material nozzle ( 11 ) is provided for applying support material which is movable in a plane (x, y), in particular in an approximately horizontal plane, and approximately perpendicular (z) to it .

9. The device according to claim 8, characterized in that the concrete nozzle ( 16 ) and the support material nozzle ( 14 , 15 ) are coupled together.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized characterized in that a plurality of concrete nozzles and / or a plurality of support material nozzles are arranged side by side.

11. The device according to one of claims 7 to 10, characterized characterized in that the concrete nozzle / s and / or Support material nozzle / s each a circular or have a gap-shaped opening.