DE19823610B4

DE19823610B4 - Switching table and method for producing double-curved components

Info

Publication number: DE19823610B4
Application number: DE19823610A
Authority: DE
Inventors: Florian-Peter Kosche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: DE19823610A1

Abstract

Schaltisch zur Herstellung von Bauteilen aus erhärtenden Werkstoffen, insbesondere Beton, mit einer Schalhaut, einer Unterkonstruktion zu deren Abstützung und Verstelleinrichtungen zur Abstützung und reversiblen Verformung der Unterkonstruktion und damit der Schalhaut, dadurch gekennzeichnet daß die Unterkonstruktion aus einem verbiegbaren und in einer Ebene verzerrbaren Gitterrost besteht.formwork table for the production of components of hardening materials, in particular Concrete, with a formwork, a substructure for their support and Adjustment devices for support and reversible deformation of the substructure and thus of the formwork, characterized in that the Substructure of a bendable and distortable in one plane Grating exists.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Beliebig große, bevorzugt flächige, frei geformte, dünne bis mäßig dicke Bauteile sollen auf einer rechnergesteuerten, ein- und verstellbaren, elastisch flexiblen, in zwei Richtungen verkrümmbaren und verzerrbaren Form, im folgenden als Schaltisch bezeichnet, hergestellt werden. Bei großen Bauteilen kann elementweise vorgegangen werden; die gefertigten Elemente können zum Bauteil zusammengesetzt und die konstruktive Verbindung in den Fugen hergestellt werden. Insbesondere beliebige Anwendungen frei geformter, dünner, doppelt gekrümmter Bauteile im Bauwesen, wie Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonbauteile, in Form von zum Beispiel formoptimierten Schalentragwerken mit komplizierten Geometrien, Dickenänderungen und Aussparungen oder entsprechende verlorene Schalungen, werden überhaupt baubar und sollen sehr wirtschaftlich und in hoher Qualität hergestellt werden können. Anwendungen in anderen Bereichen, bei denen flächige freigeformte Elemente benötigt werden, zum Beispiel dem Schiffbau oder dem Tragflächenbau, sind denkbar.Any size, preferably flat, free formed, thin until moderately thick Components are to be controlled on a computer-controlled, adjustable and elastically flexible, bendable and distortable in two directions, hereinafter referred to as Schaltisch be prepared. at huge Components can be proceeded element by element; the finished ones Elements can assembled to the component and the constructive connection in the Joints are made. In particular, any applications free shaped, thinner, double curved components in construction, such as concrete, reinforced concrete and prestressed concrete structures, in Shape of, for example, form-optimized shell structures with complicated Geometries, thickness changes and recesses or corresponding lost formwork, will ever buildable and are produced very economically and in high quality can be. Applications in other fields where flat free-form elements needed be, for example, shipbuilding or wing construction, are conceivable.

Das Ziel ist ein Verfahren zum integrierten rechnergestützten Entwurf, Formoptimierung, Berechnung, Konstruktion, Fertigungssteuerung und elementweiser Fertigung der flächigen Bauteile auf dem Schaltisch.The The aim is a method for integrated computer-aided design, Shape optimization, calculation, design, production control and elementary Production of the flat Components on the Schaltisch.

Der Stand der Technik kann grob in konventionell eingeschalte, pneumatisch gestützte und modellierte Schalungen sowie Kombinationen daraus unterschieden werden. Einen guten Einblick über den frühen Schalenbau und den Großschalenbau geben Sanchez-Arcas (1961) und Joedicke (1962); auf die weitere Entwicklung vor allem im Bereich der pneumatisch gestützten Schalungen geht Sobek (1987) ein.Of the The state of the art can be roughly switched on conventionally, pneumatically supported and differentiated formworks as well as combinations thereof become. A good look over the early Shell construction and large shell construction give Sanchez-Arcas (1961) and Joedicke (1962); on the other Development especially in the field of pneumatically supported formwork goes Sobek (1987).

Die DE 3500153 A1 beschreibt eine pneumatische Schalung mit zusätzlichen Möglichkeiten zur Einstellung spezieller "pneumatisch bildbarer" Formen. Die DE 3841579 A1 beschreibt Möglichkeiten für den Bau von einfach gekrümmten, wiederverwendbaren Schalungen.The DE 3500153 A1 describes a pneumatic formwork with additional options for setting special "pneumatically formable" forms. The DE 3841579 A1 describes possibilities for the construction of simply curved, reusable formwork.

Die EP 0 238 168 A1 beschreibt und zeigt eine abschnittsweise einfach gekrümmt einstellbare und reversibel verformbare Schalung. Eine Weiterbildung dieses Systems auf stetig doppelt gekrümmte Flächen ist dort nicht vorgesehen und auch nicht möglich. Die aus Platten oder Scheiben bestehende Schalung kann nicht im notwendigen Umfang doppelt gekrümmt verformt werden und darüber hinaus reversibel sein. Die Befestigung der Schalungsteile untereinander läßt dies nicht zu.The EP 0 238 168 A1 describes and shows a sectionally simple curved adjustable and reversible deformable formwork. A development of this system on constantly doubly curved surfaces is not provided there and not possible. The consisting of plates or discs formwork can not be deformed twice to the extent necessary and beyond that reversible. The attachment of the formwork parts with each other does not allow this.

Zwar sind allgemein im Bereich der Visualisierung, Formoptimierung von Oberflächen und deren statisch-konstruktiver Berechnung und Konstruktion unter Berücksichtigung vielfältigster Materialien und Formen geeignete Verfahren entwickelt worden, die auch anwendungsreif sind (Formoptimierung [Ramm(1993)], Berechnung "Methode der finiten Elemente"). Sie beinhalten jedoch keine Möglichkeiten der Fertigung.Though are generally in the field of visualization, form optimization of surfaces and their structural design and construction under consideration vielfältigster Materials and forms have been developed suitable methods are also ready for application (form optimization [Ramm (1993)], calculation "method of finite Elements ") however, do not include any possibilities of Production.

Im Bereich des Maschinenbaus werden computergesteuerte Fräsvorrichtungen zur Herstellung beliebiger Körper verwendet.in the The field of mechanical engineering becomes computer-controlled milling machines for the production of any body used.

Die Vorfertigung von Bauteilen in allen Bereichen der Technik ist bekannt. Im Bauwesen wird sie als Fertigteilbauweise bezeichnet.The Prefabrication of components in all areas of technology is known. In construction, it is referred to as prefabricated construction.

Nachteile des Standes der TechnikDisadvantages of the state of the technique

Doppelt gekrümmte Flächentragwerke sind im Bereich des Bauwesens und großer Bauteile im allgemeinen nicht in beliebigen Formen und Größen optimal an die gestalterischen, konstruktiven, statischen und wirtschaftlichen Belange angepaßt herstellbar.Double curved Shell Structures are in the field of construction and large components in general not in any shape and size optimally to the creative, adapted to constructive, static and economic concerns.

Es sind nur bestimmte Formen wie zum Beispiel Kuppeln, hyperbolische Paraboloide und Konoide herstellbar. Aus statischen und konstruktiven Gründen notwendige Abweichungen von der mathematisch definierten Oberflächengeometrie (Überhöhungen) sind nicht oder nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren.It are only certain forms such as domes, hyperbolic Paraboloids and conoids can be produced. For structural and structural reasons necessary Deviations from the mathematically defined surface geometry (Peaks) are not or only with considerable effort to realize.

Die Oberflächengeometrie ist immer abhängig vom Herstellverfahren. Es ist sehr schwierig, eine beliebige Oberflächengeometrie im wirtschaftlich vertretbarem Rahmen herzustellen. Die Wiederverwendbarkeit und Anpassbarkeit geänderter Schalungen ist nur in sehr geringem Umfang möglich. Die Herstellung auf der Baustelle, insbesondere unter Verwendung der Ortbetonbauweise, führt zu vielen wirtschaftlichen, konstruktiven und qualitativen Nachteilen. Diese Nachteile begründen die geringe Verbreitung von Schalentragwerken und freigeformten Bauteilen im Bauwesen. Die im Maschienenbau üblichen Frästechniken sind auf sehr kleine Bauteile beschränkt und nicht für Bauwerke mit größeren Abmessungen geeignet. Zudem muß das Material leicht bearbeitbar sein und kann wegen dieser Eigenschaft nicht als konstruktiver Werkstoff im Bauwesen verwendet werden. Vielmehr kann es nur als Schalung für den eigentlichen konstruktiven Werkstoff (Stahlbeton) verwendet werden. Es entstehen Unmengen an Verschnitt, und die Schalungen können nicht oder nur in geringem Umfang wiederverwendet werden. Die Fertigteilbauweise ermöglicht die effiziente Herstellung von Betonbauteilen, bedingt aber die Herstellung identisch geformter Teile.The surface geometry always depends on the manufacturing process. It is very difficult to produce any surface geometry within an economically feasible framework. The reusability and adaptability of modified formwork is possible only to a very limited extent. The production on the construction site, in particular using the Ortbetonbauweise, leads to many economic, structural and qualitative disadvantages. These disadvantages justify the low prevalence of shell structures and free-form components in the construction industry. The usual milling techniques in machine construction are limited to very small components and are not suitable for structures with larger dimensions. In addition, the material must be easy to work and can not be used as a constructive material in construction because of this property. Rather, it can only be used as formwork for the actual structural material (reinforced concrete). There are tons of waste, and the formwork can not or only to a small extent be reused. The prefabricated construction allows the efficient production of concrete components, but requires the production of identically shaped parts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltisch zu schaffen, mit dem doppelt-gekrümmte Bauteile herstellbar sind, und ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen mit diesem Schaltisch anzugeben.Of the Invention has for its object to provide a Schaltisch with the double-curved Components can be produced, and a method for the production of Specify components with this switching table.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Diese Aufgabe wird durch einen Schaltisch mit den Merkmalen im Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 8 gelöst.These Task is by a Schaltisch with the features in the claim 1 and a method having the features in claim 8 solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit dem erfindungsgemäßen Schaltisch können dank seiner Einstellbarkeit und Flexibilität beliebige Formen gebaut werden. Formoptimierte und dickenoptimierte freigeformte Tragwerke sind möglich. Diese können in vielen Bereichen des Bauwesens und der Technik im allgemeinen vorteilhaft eingesetzt werden und die heutigen Möglichkeiten in Bezug auf preiswerte, qualitativ hochwertige und weitgespannte Flächentragwerke erweitern. Die Herstellung von freigeformten verlorenen Schalungen ist möglich und eröffnet neue Möglichkeiten im Bereich der Formgebung von Bauwerken.With the Schaltisch invention can thanks to its adjustability and flexibility, any shapes can be built. Shape-optimized and thickness-optimized free-form structures are possible. These can in many areas of construction and engineering in general be used to advantage and the current opportunities in terms of inexpensive, expand high-quality and wide-span tensile structures. The Production of free-form lost formworks is possible and opens up new ones options in the field of shaping of buildings.

Es muß weder eine aufwendige Schalung auf der Baustelle oder im Fertigteilwerk erstellt werden noch sind Einschränkungen auf bestimmte, pneumatisch bildbare Oberflächengeometrien mit speziell dafür zugeschnittenen Membranen notwendig, noch ist die Anzahl unterschiedlicher Fertigteile durch die Anzahl der dafür notwendigen Matrizen beschränkt. Vielmehr kann jedes Element, das der Schaltisch herstellen soll, verschieden sein, weil der Schaltisch bevorzugt rechnergesteuert von Fertigteil zu Fertigteil schnell neu eingestellt werden kann. Auch die Verwaltung der Geometrien und die Steuerung des Fertigungsprozesses erfolgt bevorzugt rechnergestützt.It neither must an elaborate formwork on the construction site or in the precast plant are still to be created restrictions on certain, pneumatic imageable surface geometries with special for it tailored membranes necessary, nor is the number of different Finished parts limited by the number of required matrices. Much more Every element the switchboard should produce can be different be because the Schaltisch preferred computer controlled by finished part to Finished part can be quickly reset. Also the administration the geometries and the control of the manufacturing process takes place preferably computer-aided.

Die Vorteile der Fertigteilfertigung können voll ausgeschöpft werden. Dazu gehören die hohe Qualität und Qualitätskontrolle, Witterungsunabhängigkeit, höhere Betonfestigkeiten, bessere Nachbehandlung und die Reduzierung der Einflüsse von Kriechen und Schwinden im späteren Bauwerk zusammen mit stark gesteigerter Wirtschaftlichkeit und Genauigkeit.The Advantages of prefabrication can be fully exploited. This includes the high quality and quality control, Weather independence, higher Concrete strength, better after treatment and the reduction of influences from creeping and shrinking in the later Building together with greatly increased economy and accuracy.

Der Zusammenbau auf der Baustelle aus Fertigteilen ist zeitsparend, kostengünstig und der Herstellung in Ortbeton vorzuziehen. Durch die Fertigteilbauweise kann der Bauprozess zeitlich entzerrt werden.Of the Assembly on the construction site from finished parts is time-saving, economical and in-situ concrete. Through the prefabricated construction The construction process can be equalized in time.

Vorrichtung und Verfahren sind nicht auf das Bauwesen beschränkt. Gerade bei Verwendung von sehr leichten zu formenden Materialien können die möglichen Krümmungsradien und Verzerrungswinkel erheblich reduziert werden.contraption and methods are not limited to the construction industry. Especially when using From very easy to form materials, the possible radii of curvature and distortion angles can be considerable be reduced.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Am Anfang steht der Formfindungsprozess, sei er nun experimentell, mathematisch oder mit Hilfe von Formfindungsalgorithmen in Form von Progammen. Der Formfindungsprozess findet schon im Rechner statt oder Ergebnisse können in Form von Punktkoordinaten und Funktionen oder anderen Definitionen eingelesen werden. Das zukünftige Bauteil wird analysiert, berechnet und konstruiert, wobei die Belange der Fertigung, des Transports, der Montage und des fertigen Bauteils berücksichtigt werden.At the The beginning is the form-finding process, be it experimental, mathematically or with the help of shape finding algorithms in form of progams. The form finding process already takes place in the computer or results can in the form of point coordinates and functions or other definitions be read. The future Component is analyzed, calculated and constructed, with the concerns production, transport, assembly and the finished component considered become.

Nachdem eine für das Bauwerk geeignete Oberflächengeometrie gewählt worden ist, soll eine Software das Bauteil nach vorgegebenen Kriterien in Elemente einteilen und die Einstellung des Schaltischs und der Abstellung für jedes Element ermitteln. Dabei werden die Koordinaten des Elementes im Bauteil so gedreht, daß sie auf dem Schaltisch zu liegen kommen und die maximal möglichen Betonierneugungen nicht überschritten werden. Die Geometriedaten werden auf eine rechnergesteuerte Schalung übertragen und Fertigteile produziert, die auf der Baustelle wie ein Puzzle zum Gesamtbauteil zusammengesetzt werden. Die rechnergesteuerte Schalung kann aus einer flexiblen Schalhaut in der Größe der zu bauenden Elemente mit einer Unterkonstruktion, die durch Verstellmittel rechnergesteuert in die gewünschte Oberflächengeometrie des gerade zu erstellenden Elementes verformt wird, bestehen.After this one for the building suitable surface geometry chosen If software is to be the component according to predetermined criteria into elements and the setting of the Schaltischs and the Shutdown for identify each element. In doing so, the coordinates of the element in the component rotated so that they come to lie on the Schaltisch and the maximum possible Concrete inflexions not exceeded become. The geometry data is transferred to a computer-controlled formwork and finished parts produced at the construction site like a puzzle assembled to the overall component. The computer-controlled Formwork can be made of a flexible formwork in the size of the building elements with a substructure by adjusting means computer-controlled in the desired surface geometry of the element being created is deformed.

Die Abmessungen solcher Teile liegen insbesondere in den folgenden Grenzen: die Breite von 2,00 bis 4,00 m und die Länge vorzugsweise von 3,00 bis 10,00 m. Die Krümmungsradien und Verzerrungswinkel können in einem weiten Bereich variieren, in Abhängigkeit von der verwendeten Schaltischkonstruktion, insbesondere der Beanspruchung (Eigengewicht des zu verformenden Materials).The Dimensions of such parts are in particular in the following limits: the width of 2.00 to 4.00 m and the length preferably from 3.00 to 10.00 m. The radii of curvature and distortion angles can vary within a wide range, depending on the used Schaltischkonstruktion, in particular the stress (dead weight of the material to be deformed).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.One embodiment The invention is illustrated in the drawings and will be described in more detail below.

Weil viele Varianten eines Schaltischs denkbar sind, werden die Anforderungen und Randbedingungen für einen möglichst vielseitig verwendbaren Schaltisch konkretisiert. Freiformen sollen im Rahmen der möglichen Krümmungen hergestellt werden können. Es soll keine spezialisierte Lösung für einfach gekrümmte oder translatorische Flächen konzipiert werden.Because many variations of a Schaltischs are conceivable, the requirements and constraints are concretized for as versatile as possible Schaltisch. Freeformen should in the Rah men of the possible curvatures can be produced. It is not intended to design a specialized solution for simply curved or translational surfaces.

Kleine Krümmungsradien und große Verzerrungen ermöglichen stark gekrümmte Flächentypen.little one radii of curvature and big Allow distortions strongly curved Surface types.

Das Betonieren in der Ebene soll die Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens steigern. Es wird eine auf diese Anwendung optimierte Betontechnologie vorrausgesetzt. Der Frischbeton ist zum einen so steif, daß er nicht von der geneigten Schalung fließt, und zum anderen so flüssig, daß er Verzerrungen in geringem Umfang erträgt.The Concrete in the plane should be accurate and cost-effective increase the process. It will be optimized for this application Concrete technology required. The fresh concrete is on the one hand stiff that he not flowing from the inclined formwork, and on the other so fluid that it distortions to a small extent endures.

Angestrebt wird ein genaues und schnelles Einstellen der gewünschten Geometrie bei einfacher Handhabung sowie hoher Qualität. Eine facettenartige Oberfläche soll vermieden werden.The aim will be an accurate and fast setting of the desired Geometry with easy handling and high quality. A faceted surface should be avoided.

Verschleißteile sollen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und des Umweltschutzes vermieden werden. Die möglichst häufige Wiederverwendung aller Komponenten ist Ziel der Konstruktion. Des weiteren soll der Schaltisch folgende Anforderungen erfüllen: Geringer Wartungs- und Reinigungsaufwand für einfache Unterhaltung und geringe laufende Kosten. Das beinhaltet auch die Begehbarkeit der Schalung zu Wartungszwecken. Nachbehandlung soll möglich sein auch mit hohen Temperaturen zwecks Steigerung der Betonqualität.Wear parts should for reasons economy and environmental protection are avoided. The possible frequent Reuse of all components is the goal of the design. Of Furthermore, the Schaltisch should meet the following requirements: Lower Maintenance and cleaning effort for easy entertainment and low running costs. This includes the accessibility of the Formwork for maintenance purposes. Aftercare should be possible also with high temperatures in order to increase the quality of the concrete.

Die Schaltischgröße soll 3,0 × 6,0 m betragen, weil die gefertigten Elemente auf der Straße transportiert werden müssen und die Eigentragfähigkeit der Elemente gewährleistet werden muß.The Schaltischgröße should 3.0 × 6.0 m because the manufactured elements transported on the road Need to become and the self-supporting ability ensures the elements must become.

Eine maximale Betondicke von 50 mm soll einersets eine große Bandbreite an möglichen Elementkonstruktionen zulassen und anderersets die Flexibilität des Schaltischs nicht zu stark einschränken. Eine solche Einschränkung würde sich bei größeren Betondicken wegen der dann größeren notwendigen Steifigkeit unter den höheren Frischbetoneigengewichten ergeben.A maximum concrete thickness of 50 mm is intended to set a wide range at possible Element designs allow and anderersets the flexibility of Schaltischs do not restrict too much. Such a limitation would become for larger concrete thicknesses because of the then larger necessary Stiffness among the higher ones Yield fresh concrete own weights.

Eine geringe Stempelanzahl reduziert den Aufwand für die Steuerungstechnik und die Kosten für den Schaltisch erheblich.A Low number of punches reduces the effort for the control technology and the price for the Schaltisch considerably.

Exemplarisch für die Erfindung wird ein Schaltisch beschrieben, bestehend aus einem Gitterrost und einer Schalhaut, letztere bestehend aus einem mit einer dünnen Membrane versehenen Netz. Es muß ein sinnvoller Kompromiß zwischen den Abständen der Verstellkonstruktionen, der Durchbiegung der Träger unter dem Frischbetongewicht und der Flexibilität gefunden werden. Der Gitterrost besteht aus Stahlrundquerschnitten. Da die Streckgrenze den entscheidenden Einfluß auf die Flexibilität der Gitterstäbe bei konstanter Steifigkeit (EI) hat, kann die Flexibilität des entworfenen Schaltisches durch Stähle mit höherer Streckgrenze gesteigert werden.exemplary for the Invention is a Schaltisch described consisting of a grid and a formwork skin, the latter consisting of one with a thin membrane provided network. It has to be meaningful compromise between the distances the Verstellkonstruktionen, the deflection of the carrier under the fresh concrete weight and flexibility. The grate consists of steel round sections. Because the yield strength is the crucial Influence on the flexibility the bars At constant stiffness (EI), the flexibility of the designed Switching by steels with higher Yield strength can be increased.

Um die Durchdringung der Gitterstäbe mit Steifigkeitssprüngen und komplizierter Detailausbildung zu vermeiden, wird ein System aus Haupt- und Nebenträgern gewählt. Die Biegeträger liegen übereinander und sind einachsig gespannt.Around the penetration of the bars with stiffness jumps and avoiding complicated detail education becomes a system from main and secondary bearers selected. The bending beams lie one above the other and are uniaxially excited.

Die aus Spindeln bestehenden Verstellkonstruktionen werden in einem Raster von 600 × 600 mm aufgestellt. Die Außenabmessungen des Spindelrasters betragen 3,0 m × 6,0 m. Es ergibt sich eine Spindelanzahl von 66 Stück, die alle einzeln angesteuert werden, um die von der Steuerungssoftware festgelegten Auslenkungen exakt umsetzen zu können.The consisting of spindles Verstellkonstruktionen be in one Grid of 600 × 600 mm set up. The outer dimensions of the spindle grid are 3.0 m × 6.0 m. It results in a Spindle number of 66 pieces, which are all individually controlled to those of the control software Defined deflections to implement exactly.

Parallel zur langen Seite werden die Hauptträger mit einem Durchmesser von 25 mm auf den Spindeln befestigt. Die Hauptträger besitzen untereinander einen Abstand von 600 mm, entsprechend dem Abstand der Spindeln und werden entlang ihrer Länge alle 600 mm von einer Spindel unterstützt.Parallel to the long side are the main beams with a diameter of 25 mm attached to the spindles. The main carriers have each other a distance of 600 mm, corresponding to the distance of the spindles and be along their length supported by a spindle every 600 mm.

Die Nebenträger belasten im ungünstigsten Fall den Hauptträger mit dem Frischbetoneigengewicht und den wesentlich größeren Kräften aus der elastischen Verformung der Nebenträger.The In addition to carrier burden in the worst case the main carrier with the fresh concrete own weight and the much larger forces the elastic deformation of the secondary beams.

Die Hauptträgerlage kann unter diesen Umständen bis zu einem Krümmungsradius r von 5,0 m verbogen werden. Auf den Hauptträgern wird parallel zur kurzen Seite des Schaltisches eine einachsig spannende Nebenträgerlage mit einem Durchmesser von 9 mm im Abstand von 60 mm befestigt. Die Nebenträgerlage kann unter diesen Umständen bis zu einem Krümmungsradius r von 1,8 m verkrümmt werden.The Main support layer can in these circumstances up to a radius of curvature Be bent by 5.0 m. On the main girders becomes parallel to the short Side of the switching table a uniaxial exciting secondary beam position attached with a diameter of 9 mm at a distance of 60 mm. The In addition to backing layer can in these circumstances up to a radius of curvature curved from 1.8 m become.

Auf der Nebenträgerlage wird ein einachsig spannendes, feines Stahlgitternetz mit einem Durchmesser von 0,4 mm und einer Maschengröße von 3 mm befestigt. Es dient als Teil der Schalhaut und soll die ausreichende Verzerrung und Biegesteifigkeit für die Einstellung der gewünschten Oberflächengeometrie gewährleisten. Wegen der kleinen Maschengröße kann eine sehr dünne und dehnfähige Membrane auf dem feinen Stahlgitternetz die endgültige Schalhaut bilden. Durch das Frischbetoneigengewicht wird sie so stark auf das Gitternetz gedrückt, daß sie nicht zwischen Frischbeton und Gitternetz gleiten kann. Mit dieser Konfiguration lassen sich zwar keine spiegelglatten Oberflächen auf der der Schalung zugewandten Bauteilseite schaffen, weil sich der Beton ein bißchen durch das Stahlnetz drückt, aber ein brauchbarer Kompromiß zwischen der Oberflächenqualität und der notwendigen Flexibilität des Schaltisches ist erzielbar.On the secondary beam position is a uniaxially exciting, fine steel grid with a Diameter of 0.4 mm and a mesh size of 3 mm attached. It serves as part of the formwork and should provide sufficient distortion and Flexural rigidity for the Setting the desired surface geometry guarantee. Because of the small mesh size can a very thin one and elastic Membrane on the fine steel mesh to form the final formwork skin. By the fresh concrete self-weight will make her so strong on the grid pressed that she can not slip between fresh concrete and grid. With this Although configuration can not be mirror-smooth surfaces create the shutter facing the component side, because of the Concrete a bit pushes through the steel net, but a useful compromise between the surface quality and the necessary flexibility the Schaltisches is achievable.

Der Aufbau des Schaltisches mit der Unterkonstruktion und Schalhaut ist in 1 und 2 dargestellt. In der neutralen Lage liegen Schalhaut und Unterkonstruktion auf einem Boden auf, um belastbar zu sein. So ist das Begehen der Schalung und ein einfacher effizienter Betoniervorgang, vergleichbar mit Verfahren des Schwarzdeckenbaus, möglich. Eine Vielzahl anderer Kombinationen, abgestimmt auf den Einsatzzweck, ist möglich.The construction of the switch table with the substructure and formwork is in 1 and 2 shown. In the neutral position, the formwork and substructure rest on a floor to be resilient. This makes it possible to commit the formwork and a simple efficient concreting process, comparable to black ceiling construction methods. A variety of other combinations, tailored to the purpose, is possible.

Bei dieser Konstruktion sind drei Verbindungen mit ganz unterschiedlichen Randbedingen zu konstruieren.at of this construction are three compounds with very different To construct boundary conditions.

Die Verbindung zwischen Spindeln und Haupträgerlage muß große Kräfte aufnehmen können und in allen Richtungen beweglich sein. Vorgeschlagen wird ein Kreuzgelenk.The Connection between spindles and main carrier layer must be able to absorb large forces and be mobile in all directions. Proposed is a universal joint.

Die Nebenträgerlage kann auf der Hauptträgerlage mit Schrauben und einer Unterlegscheibe befestigt werden ( 3). Berücksichtigt werden muß die Schwächung der Stäbe durch die Schraubverbindung. An dieser Stelle können unerwünschte plastische Erscheinungen bei Überbeanspruchung entstehen. Diese Schwachstelle reduziert im ungünstigen Fall den zulässigen Krümmungsradius. Sie ist aus diesen Gründen sehr sorgfältig zu konstruieren.The secondary support layer can be fixed to the main support layer with screws and a washer ( 3 ). It must be taken into account the weakening of the rods by the screw. At this point, unwanted plastic phenomena may arise in case of overuse. In the worst case, this weak point reduces the permissible radius of curvature. It is very carefully constructed for these reasons.

Das Gitternetz wird mit dünnem Stahldraht auf den Nebenträgern regelrecht aufgenäht (4); das gewährleistet die freie Verdrehbarkeit, ohne die Querschnitte in irgendeiner Form zu schwächen. Außerdem läßt sich die Schalhaut sehr kontinuierlich auf der Unterkonstruktion befestigen.The grid is literally sewn on the secondary girders with thin steel wire ( 4 ); this ensures freedom of twisting without weakening the cross sections in any way. In addition, the formwork can be very continuously attached to the substructure.

Die Spindeln sollten für den Bau von Freiformen einen Hub von über 1,0 m besitzen.The Spindles should be for have the construction of freeforms a stroke of over 1.0 m.

Schwieriger ist die Umsetzung der Lagerbedingungen. In diesem Fall wird vorgeschlagen, entlang der Lagerachsen Stahlbänder einzubauen, die an ihren Enden gehalten sind. Die Stahlbänder verhindern das seitliche Ausweichen der Spindeln (5). Sie sind an den Köpfen der Spindeln befestigt und können wegen ihres rechteckigen Profiles nicht seitlich ausweichen. Dennoch können sie vertikal zusammen mit dem Schaltisch verformt werden. Am Schnittpunkt der Lagerachsen entsteht automatisch die starre Einspannung des Startpunktes, und das gesamte System ist nicht mehr kinematisch. Das Detail ist in 5 zusammen mit der gestrichelt gezeichneten Lagerachse dargestellt.More difficult is the implementation of the storage conditions. In this case, it is proposed to install along the bearing axes steel bands, which are held at their ends. The steel straps prevent the lateral deflection of the spindles ( 5 ). They are attached to the heads of the spindles and can not escape laterally because of their rectangular profile. Nevertheless, they can be deformed vertically together with the Schaltisch. At the intersection of the bearing axes, the rigid clamping of the starting point is automatically created, and the entire system is no longer kinematics. The detail is in 5 shown together with the dashed bearing axis.

Die Fertigung auf dem Schaltisch ist in den 6 bis 8 skizzenhaft dargestellt.The production on the Schaltisch is in the 6 to 8th sketched.

Zeichnungendrawings

Skizzenhafte Zeichnungen werden im Folgenden zum besseren Verstehen der Vorrichtung und des Verfahrens kurz beschrieben.sketchy Drawings are given below for a better understanding of the device and of the method briefly described.

1: Schematische Darstellung (Draufsicht) eines Schaltisches nach dem Gitterrostprinzip. Es ist die Anordnung der Spindeln 1, Haupträger 2, Nebenträger 3 und Schalhaut 4 im Gitterrost dargestellt. Die Lagerachsen 5 werden in den Halterungen 6 so gelagert, daß eine Kinematik der Konstruktion vermieden wird. 1 : Schematic representation (top view) of a switching table according to the grating grid principle. It is the arrangement of the spindles 1 , Main carrier 2 , Secondary bearer 3 and formwork 4 shown in the grid. The bearing axes 5 be in the brackets 6 stored so that a kinematics of the construction is avoided.

2: Anordnung von Hauptträger 2 und Nebenträger 3 und der Schalhaut 4 des Schaltisches. 2 Image: Arrangement of main vehicle 2 and secondary bearers 3 and the formwork 4 of the switching table.

3: Hier ist ein exemplarischer Gitterrostknotenpunkt als Detail dargestellt. Der Hauptträger 2 wird mit dem Nebenträger 3 durch die Gewindestange 7 gelenkig verbunden. Die Gewindestange 7 wird in den Nebenträger 3 zum Beispiel eingelötet. 3 : Here is an exemplary grate node shown as a detail. The main carrier 2 is with the secondary carrier 3 through the threaded rod 7 articulated. The threaded rod 7 is in the secondary carrier 3 soldered, for example.

4: Beispielhafte Verbindung von Nebenträger 3 und dem Gitternetz der Schalhaut 4 mittels Stahldraht 8. 4 : Exemplary connection of secondary beams 3 and the grid of the formwork 4 by means of steel wire 8th ,

5: Ausbildung des Anschlusses eines Spindelkopfs 9 mit Hauptträger 2 und zusätzlichem Stahlprofil 5 entlang der gestrichelt dargestellten Lagerachse. 5 : Training of the connection of a spindle head 9 with main carrier 2 and additional steel profile 5 along the bearing axis shown in dashed lines.

6: Der Schaltisch befindet sich in der neutralen Lage, der Werkstoff kann aufgetragen werden, Wartung und Anbau der Abstellungen 10 sind möglich. Der Fertiger 9 wird zum Auftrag des Materials verwendet und ist längs des Schaltisches verfahrbar. Die Schalhaut liegt auf dem Boden auf (Bezugsziffer 11). Die Verstelleinrichtungen sind im Boden versenkt (Bezugsziffer 12). 6 : The switch table is in the neutral position, the material can be applied, maintenance and installation of the shutdowns 10 are possible. The paver 9 is used to apply the material and can be moved along the table. The formwork skin rests on the ground (reference numeral 11 ). The adjusting devices are recessed in the ground (reference numeral 12 ).

7: Der Schaltisch ist in eine vorgebene Form ausgelenkt. Die Verstelleinrichtungen 1 sind exemplarisch dargestellt. Der Werkstoff härtet aus. Der aus den Hauptträgern und Nebenträgern gebildete Gitterrost (Unterkonstruktion) ist mit 13 bezeichnet. 7 : The switch table is deflected into a predetermined shape. The adjusting devices 1 are shown as examples. The material hardens. The grating (substructure) formed from the main girders and secondary girders is with 13 designated.

8: Exemplarisch für eine Anwendung ist ein Bauwerk aus vorgefertigten Elementen 14 dargestellt. 8th : Exemplary for an application is a structure of prefabricated elements 14 shown.

Literatur:Literature:

Joedicke, J. (1962) Shell Construction Documents of modern architecture, Karl Krämer Verlag Stuttgart, Stuttgart 1962.
Ramm, E., et al. (1993) Shape Optimization of Shell Structures. IASS Bulletin of the International Association for Shell and Spatial Structures Vol. 34 (1993).
Sanchez-Arcas, M. (1961) Shape and construction of the bowls. German Bauakademie, VEB publishing house for building, Berlin 1961.
Sobek, W. (1987) Produced on pneumatically supported formwork Concrete formwork. From the work of the Institute of Solid Construction, Publisher Ursula Sobek, Stuttgart 1987.

Claims

Schaltisch for the production of components made of hardening materials, in particular concrete, with a formwork, a substructure for their support and adjustment for supporting and reversible deformation of the substructure and thus the formwork, characterized in that the substructure consists of a bendable and distorted in a plane grate ,

Switching table according to claim 1, characterized that to Connection of the adjustment with the grating respectively a universal joint is provided.

Switching table according to claim 1 or 2, characterized that the Formwork skin consists of bendable and distortable fine meshes, by special measures be sealed without the cheap Properties of the grid to lose, especially by the cover with an elastic membrane or the installation of a distortable, sealing substance in the grid.

Switching table according to one of claims 1 to 3, characterized by a mobile concept of the switching table for the production of Elements on site.

Switching table according to one of claims 1 to 4, characterized that the Formwork skin in the neutral position rests on a base.

Switching table according to one of claims 1 to 5, characterized that on the Schalhaut flexible offsets can be positioned computer-controlled and are fastened.

Switching table according to claim 6, characterized that the Abstell are formed in a manner such that the non-positive connection the manufactured components with each other by reinforcing all Art possible becomes.

Method for producing components with a Switch table according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the material in the neutral Position of the switching table applied and then together with the formwork is deformed and / or applied in the deformed position of the formwork becomes.

Method according to claim 8, characterized in that that the Material is applied in layers on the formwork and through the partial curing of the individual layers before the order of the following layer one Stiffening of the formwork is brought about.

Method according to claim 8 or 9, characterized that the Adjustment of the switching table and monitoring of the manufacturing process as part of an integrated computer-aided design, Form finding, calculation, design, control, inspection and manufacturing process takes place.