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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Schalungselement für
den Betonbau, ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine für
die Herstellung geeignete Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE 86 04 345 ist
ein Schalungselement bekannt, das aus einer vorgefertigten Baustahlmatte
besteht, an welcher an einer Seite eine Tafel aus Rippenstreckmetall
angeordnet und durch Verrödeln befestigt ist. Dieses Schalungselement
eignet sich besonders zum Abschalen von Anschlussflächen,
an die später ein weiterer Betonabschnitt angeschlossen
werden soll, wohingegen es für verlorene Schalungen weniger
brauchbar ist. Darüber hinaus ist seine Herstellung kompliziert
und kostenaufwändig.
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Aus
der
EP 507 054 A1 ist
ein Schalungselement bekannt, bei dem sich die Stäbe des
das Trägermaterial bildenden Gitterwerks nicht mehr nur
an einer Seite der Metalltafel befinden. Die Stäbe des Gitterwerks
sind auf beiden Oberflächen der dazwischenliegenden Metalltafel
angeordnet und mit dieser verschweißt. Das Schalungselement
bewirkt eine wesentlich bessere Verankerung und Bewehrung im Beton.
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Schließlich
ist aus der
DE 33 02 296 ein
Material bekannt, das aus Quer- und Längsstäben
mit einem dazwischenliegenden Drahtgewebe besteht, dieses ist jedoch
speziell auf die Verwendung als Verzugsmatte für den Grubenausbau
abgestimmt. Eine daraus hergestellte Schalung wäre kaum
brauchbar.
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Es
besteht daher weiterhin ein Bedarf an einfach und relativ kostengünstig
herstellbaren Schalungselementen, die sich insbesondere für
verlorene Schalungen eignen, einem Verfahren zu deren Herstellung
und einer konstruktiv einfachen Vorrichtung zur Durchführung
des Herstellungsverfahrens.
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Darstellung der Erfindung
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Hier
setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen
gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zu Grunde, ein einfach und
kostengünstig herstellbares Schalungselement bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Schalungselement
gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte
Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung, den Beispielen und den Zeichnungen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Idee zu Grunde bei den aus der
EP 507 054 A1 bekannten Schalungselementen
die zwischen den Stäben des Gitterwerks angeordnete Metalltafel
durch ein Metallgewebe zu ersetzen. Die vorliegende Erfindung stellt daher
ein Schalungselement für den Betonbau mit einem aus Quer-
und Längsstäben aufgebauten Metallgitter zur Verfügung.
Zwischen den Quer- und den Längsstäben des Metallgitters
ist ein aus einem Metalldraht gebildetes Metallgewebe angeordnet.
Das Metallgewebe ist sowohl mit den Querstäben des Metallgitters
als auch mit den Längsstäben des Metallgitters
verschweißt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Schalungselement sind die
Stäbe des das Trägermaterial bildenden Gitterwerks
auf beiden Seiten des Metallgewebes angeordnet, wodurch es zu einer
sehr guten Verankerung und Bewehrung im Beton kommt. Das Schalungselement
eignet sich besonders für verlorene Schalungen. Durch die
erfindungsgemäße Anordnung des Metallgewebes zwischen
den Quer- und den Längsstäben des Metallgitters
bleibt außerdem die gute Biegbarkeit des Schalungselements
erhalten. Die Teile des Schalungselementes können zudem
auf einfache und kostengünstige Weise miteinander verschweißt
werden.
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Der
das Metallgewebe bildende Metalldraht muss eine ausreichende Dicke
aufweisen, um dem Betondruck Stand halten zu können. Die
Durchbrechungen des Metallgewebes müssen einerseits groß genug
sein, um eine haltbare und beständige Verbindung des Betons
der zwei aneinander grenzenden Betonierabschnitte zu gewährleisten,
dürfen aber andererseits nicht so groß sein, dass
der Beton des ersten Betonierabschnitts durch die Öffnungen
hindurchfließt.
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Bevorzugt
weist daher das Metallgewebe eine Maschenweite zwischen 1 mm und
5 mm auf, wobei eine Maschenweite von 2,5 mm besonders bevorzugt
ist. Ebenfalls bevorzugt beträgt der Durchmesser des Metalldrahts
zwischen 0,01 mm und 1 mm, wobei ein Durchmesser von 0,025 mm besonders
bevorzugt ist. Besonders günstige Eigenschaften weist ein
Schalungselement mit einem Metallgewebe auf, wobei das Metallgewebe
eine Maschenweite zwischen 1 mm und 5 mm aufweist und der das Metallgewebe
bildende Metalldraht einen Durchmesser zwischen 0,01 mm und 1 mm
besitzt.
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Ebenso
kann in Abhängigkeit von der Art des Einsatzes des erfindungsgemäßen
Schalungselements eine Optimierung der Dicke der Quer- und der Längsstäbe
des Metallgitters und des Abstandes der Quer- und Längsstäbe
zueinander vorgenommen werden. Je höher der zu erwartende
Betondruck auf das Schalungselement ist umso dicker müssen
die einzelnen Stäbe dimensioniert werden bzw. in umso geringerem
Abstand zueinander müssen die Quer- und die Längsstäbe
des Metallgitters verwendet werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weisen das Metallgitter und das Metallgewebe die gleiche Größe auf.
Das Schalungselement kann in diesem Fall ohne weiteren Zuschnitt
auf der Baustelle als Schalung eingesetzt werden.
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Bevorzugt
werden die Begrenzungskanten des Metallgitters durch Quer- und Längsstäbe
gebildet. Das Metallgewebe wird in diesem Fall bis in seine Randbereiche
von dem Metallgitter getragen. Es kann zu keinem Umknicken des Metallgewebes
kommen, wodurch die Gleichmäßigkeit der Betonoberfläche
gestört werden würde.
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Bevorzugt
weist das Metallgitter einen Korrosionsschutzüberzug auf,
der insbesondere im Randbereich des Metallgitters vorgesehen ist.
Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Schalungselemente
als verlorene Schalung sind die metallischen Bestandteile einer
starke Korrosion verursachenden Umgebung ausgesetzt. Ein Korrosionsschutzüberzug
verlängert daher die Lebensdauer und die Beständigkeit
der Schalungselemente deutlich.
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Bevorzugt
umfasst das Schalungselement zusätzlich zumindest eine,
eine schlitzartige Aussparung aufweisende Leiste, wobei die schlitzartige
Aussparung das Metallgitter und das Metallgewebe in deren Randbereichen
umgreift. Besonders bevorzugt sind eine untere und eine obere Leiste
vorgesehen, wobei beide Leisten jeweils eine schlitzartige Aussparung
aufweisen, welche das Metallgitter und das Metallgewebe in deren
oberen und unteren Randbereichen umgreifen. Bei diesen Ausführungsformen handelt
es sich um ein einfach herzustellendes verlorenes Schalungselement,
das in Bodenplatten, Decken sowie Wänden eingesetzt werden
kann. Aufgrund der zusätzlichen Leisten ist das Schalungselement
selbsttragend ausgebildet und kann beispielsweise ohne weitere Vorkehrungen
auf eine Sauberkeitsschicht oder eine Deckenschalung aufgestellt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
weist die untere Leiste im vertikalen Schnitt senkrecht zu den Metallgittern
einen dreieckigen, einen rechteckigen oder einen quadratischen Querschnitt
auf. Diese Form gewährleistet einen sicheren Stand des
Schalungselements.
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Ebenso
bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen die obere Leiste
im vertikalen Schnitt senkrecht zu den Metallgittern einen dreieckigen,
einen rechteckigen oder einen quadratischen Querschnitt aufweist.
Durch den dreieckigen Querschnitt der oberen Leiste wird eine saubere
minimale obere Kante erreicht. Eine Ecke des Dreiecks liegt in diesem
Fall in der Ebene des Metallgitters.
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Besonders
bevorzugt besteht zumindest eine der Leisten aus Faserbeton, aus
Metall oder aus Kunststoff. Die Verwendung dieser Materialien und insbesondere
die Verwendung von Faserbeton kombiniert eine kostengünstige
Herstellung der Leisten mit besonders günstigen Eigenschaften
bei der Verwendung als Bestandteil eines Schalungselements.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
sind das Metallgewebe und das Metallgitter im Bereich der schlitzartigen
Aussparungen der Leisten mit Hilfe eines 2-Komponentenklebers mit
den Leisten verklebt. Damit wird ein sicherer und dauerhafter Zusammenhalt
von Metallgitter, Metallgewebe und Leisten gewährleistet.
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Mit
zunehmender vertikaler Ausdehnung des Schalungselements erweist
es sich aber als vorteilhaft, zwei weitere Leisten mit jeweils einer
schlitzartigen Aussparung vorzusehen. Die schlitzartigen Aussparungen
dieser zusätzlichen Leisten umgreifen die stirnseitigen
Randbereiche des Metallgitters und des Metallgewebes. Das Schalungselement
ist in dieser Ausführungsform also von vier Leisten begrenzt.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Schalungselements.
Dabei wird ein Metallgewebe zwischen den Quer- und den Längsstäben eines
Metallgitters angeordnet. Das Metallgewebe wird dazu auf die im
vorbestimmten Gitterabstand angeordneten Längsstäbe
wenigstens teilweise aufgelegt. Danach werden die Querstäbe
im vorbestimmten Gitterabstand auf das Metallgewebe gelegt und jeder
Querstab wird nach dem Ablegen mit einem auf der gegenüberliegenden
Seite des Metallgewebes anliegenden Bereich der Längsstäbe
verschweißt. Bevorzugt erfolgt die Verschweißung
durch Punktschweißen an den Kreuzungsstellen der Quer-
und Längsstäbe.
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Besonders
bevorzugt werden die Quer- und Längsstäbe und
das Metallgewebe vor dem Zusammenfügen auf die gewünschte
Größe der Schalungstafel zugeschnitten.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem eine Vorrichtung
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schalungselemente.
Die Vorrichtung weist eine Vorschubführung zum schrittweisen
Fördern einer Mehrzahl von Längsstäben
in einem vorbestimmten Abstand zueinander durch eine Punktschweißstation
auf. Außerdem ist eine zweite Führung vor der Punktschweißstation
zum Zuführen eines Metallgewebes und dessen Ablegen auf
die Längsstäbe vorgesehen. Durch eine Zuführeinrichtung
wird eine Mehrzahl von Querstäben in vorbestimmtem Abstand
zueinander auf das auf den Längsstäben liegende
Metallgewebe abgelegt. Die Elektroden der Punktschweißstation
legen sich an die Stellen an, an denen sich der anzuschweißende
Querstab mit den Längsstäben kreuzt, um den Querstab
mit jedem Längsstab zu verschweißen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine kontinuierliche,
automatisierte Herstellung der erfindungsgemäßen
Schalungselemente. Die Vorrichtung entspricht im Wesentlichen der
aus der
EP 507 054 bekannten
Vorrichtung zur Herstellung von Schalungselementen mit Streckmetalltafel.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass diese Vorrichtung
ohne größere Modifikationen auch zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Schalungselemente mit Metallgewebe
geeignet ist. Bevorzugt weist die Punktschweißstation eine
Vorrichtung zum Festhalten der Querstäbe auf dem Metallgewebe
auf.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Zuführeinrichtung
eine an ihrem Umfang mit Halteeinrichtungen für eine Mehrzahl
von Querstäben versehene Trommel auf, die sich taktgleich
mit der Bewegung der Vorschubführung dreht. Die Trommel
besitzt eine Löseeinrichtung für den sich jeweils
an der Punktschweißstation befindenden Querstab.
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Besonders
bevorzugt ist die zweite Führung als eine Schrägführung
ausgebildet. Daneben ist in der Punktschweißstation ein
Niederhalter zum Andrücken des Metallgewebes an die Längsstäbe
vorgesehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert
werden. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass
die Erfindung nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt
sein soll. Es zeigen
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1 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Schalungselements in Form einer Tafel;
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2 den
Schnitt II-II aus 1;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Schalungselements mit zwei zusätzlichen Leisten aus Faserbeton;
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4 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
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Wege zur Ausführung
der Erfindung
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Die 1 und 2 zeigen
ein Schalungselement 1, das aus Querstäben 2,
Längsstäben 3 und einem zwischen den
Quer- und Längsstäben angeordneten Metallgewebe 4 besteht.
Das Metallgewebe ist aus einem Metalldraht mit einem Durchmesser von
0,025 mm gebildet. Die Maschenweite des Metallgewebes beträgt
2,5 mm. Die Quer- 2 und Längsstäbe 3 sind
derart verteilt, dass sich jeweils einer der Quer- 2 und Längsstäbe 3 an
jeder der Quer- und Längskanten des Schalungselemts 1 befindet.
Als Quer- und Längsstäbe können z. B.
Stäbe aus Baustahl eingesetzt werden, wie sie auch für
Bewehrungsmatten oder dergleichen verwendet werden.
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Da
das Schalungselement 1 in der Regel als verlorene Schalung
verwendet wird, ist es durch den umgebenden Beton ausreichend gegen
Korrosion geschützt. Auf einen an sich bekannten Korrosionsschutzüberzug
aus Zink, der z. B. durch ein Flammspritzverfahren aufgebracht wird,
kann daher üblicherweise verzichtet werden. Lediglich in
Fällen, in denen das Schalungselement in einer besonders korrosiven
Umgebung eingesetzt werden soll, wird ein Korrosionsschutzüberzug
auf den Randbereich oder die gesamte Oberfläche des Metallgitters
des Schalungselementes aufgebracht.
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Die 3 zeigt
ein Schalungselement mit einer unteren 32 und einer oberen
Leiste 33 sowie einem aus Quer- 2 und Längsstäben 3 aufgebauten Metallgitter.
Die Leisten 32 und 33 bestehen aus Faserbeton.
Ein Metallgewebe 4 ist zwischen den Quer- 2 und den Längsstäben 3 des
Metallgitters angeordnet. Das Metallgewebe ist zusammen mit dem
Metallgitter in eine schlitzartige Aussparung 37 der unteren Leiste 32 und
in eine schlitzartige Aussparung 38 der oberen Leiste 33 eingeschoben.
Die Leisten 32, 33 umgreifen daher den oberen
und unteren Randbereich des Metallgitters. Das Metallgewebe weist
eine Maschenweite von 5 mm auf. Der das Metallgewebe 4 bildende
Metalldraht besitzt einen Durchmesser von 0,5 mm.
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Aus
der 3 ist deutlich der rechteckige Querschnitt der
unteren Leiste 32 sowie der dreieckige Querschnitt der
oberen Leiste 33 zu erkennen. Die Aussparungen 37 und 38 sind
in ihrer Dimensionierung an das Metallgitter mit Metallgewebe 4 angepasst.
Das Metallgitter mit Metallgewebe kann ohne großen Kraftaufwand
in die Aussparungen 37 bzw. 38 eingeschoben werden,
ist andererseits aber so dimensioniert, dass die Leisten 32 und 33 durch
eine gewisse Klemmwirkung Halt an dem Metallgitter erfahren. Metallgitter
und Metallgewebe sind mit Hilfe eines 2-Komponentenklebers mit der
Leiste verklebt und damit sicher mit dieser verbunden.
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In 4 ist
schematisch eine Vorrichtung 46 zum Herstellen des Schalungselements 1 dargestellt. Die
Vorrichtung 46 enthält einen Vorschubtisch 47, auf
dem bereits auf die gewünschte Länge geschnittene
Längsstäbe 3 in ihrem für das
Schalungselement 1 vorbestimmten Abstand abgelegt sind.
Der Führungstisch 47 weist für jeden
der Längsstäbe 3 einen Vorschubfinger 48 auf,
der am nachlaufenden Ende jedes Längsstabes 3 derart
angreift, dass alle Längsstäbe 3 gemeinsam
schrittweise in Vorschubrichtung A bewegt werden. Oberhalb des Führungstisches 47 ist
eine weitere Führung 49 vorgesehen, die als Schrägführung
ausgebildet ist und die das bereits auf die Größe
des fertigen Schalungselementes 1 zugeschnittene Metallgewebe 4 zuführt.
Die weitere Führung 49 ist derart angeordnet,
dass das Metallgewebe 4 auf die Längsstäbe 3 an
oder kurz vor einer Schweißstation 50 auftrifft.
An der Schweißstation 50 ist ein Niederhalterelement 51 vorgesehen,
das das Metallgewebe 4 parallel zu den Querstäben 3 ausrichtet.
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Oberhalb
der Schweißstation 50 ist eine als Zuführeinrichtung
für die Querstäbe 2 ausgebildete, in
Richtung des Pfeiles B drehbare Trommel 52 vorgesehen,
auf deren Umfang Halterungen 53 für die Querstäbe 2 in
Form von halbrunden Vertiefungen angeordnet sind. Oberhalb der Trommel 52 ist
eine Rampe 54 vorgesehen, durch die die Querstäbe 2 einzeln
in die Halterungen 53 eingesetzt werden. Zwischen der Rampe 54 und
der Schweißstation 50 erstreckt sich in Richtung
des Pfeiles B eine Abdeckschiene 55, die die Querstäbe 2 in
ihren Halterungen 53 hält. Senkrecht oberhalb
der Schweißstation 50 ist die Abdeckschiene 55 durch
einen Spalt 56 unterbrochen, durch den der jeweils ankommende
Querstab unter Schwerkraftwirkung nach unten auf das Metallgewebe 4 fällt.
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Am
Niederhalter 51 kann ein nicht gezeichneter, magnetischer
Anschlag vorgesehen sein, der den Querstab 2 genau rechtwinklig
zu den Längsstäben 3 ausrichtet und in
dieser Stellung festhält. Die Schweißstation 50 weist
weiterhin eine nur durch ihre Elektroden angedeutete Punktschweißeinrichtung 57 auf,
die von unten und von oben angreift. Nach dem Ablegen jedes Querstabes 2 legen
sich die Elektroden an diejenigen Stellen des Schalungselementes 1 an,
an der sich, in senkrechter Projektion, der anzuschweißende
Querstab 2 mit den Längsstäben 3 kreuzt.
Auf diese Weise wird das Metallgewebe 4 sowohl mit dem
Querstab 2 wie auch dem Längsstab 3 verschweißt.
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Anschließend
werden die Längsstäbe 3 und das Metallgewebe 4 um
einen dem Abstand zwischen den Querstäben 2 entsprechenden
Weg in Vorschubrichtung A gefördert. Die Trommel 52 wird ebenfalls
um einen Schritt weitergedreht, so dass sich der nächste
Querstab 2 über der Schweißstation 50 befindet
und abgelegt werden kann. Danach wird der zweite Querstab analog
zum ersten Querstab verschweißt. Nach dem Verschweißen
aller Quer- und Längsstäbe wird das Schalungselement 1 gegebenenfalls
in die gewünschte Form gebogen.
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In
Abwandlung des beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiels
können die Quer- und Längsstäbe auch
in unterschiedlichen Abständen angeordnet sein.
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Die
Herstellung der Schalungselemente kann auch kontinuierlich erfolgen,
wobei dann die Bahn erst nach dem Verschweißen auf die
gewünschte Länge geschnitten wird. Weiterhin können andere
geeignete Schweißverfahren eingesetzt werden.
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- A
- Vorschubrichtung
- B
- Drehrichtung
- 1
- Schalungselement
- 2
- Querstäbe
- 3
- Längsstäbe
- 4
- Metallgewebe
- 32
- untere
Leiste
- 33
- obere
Leiste
- 35,
36
- stirnseitiger
Randbereich
- 37,
38
- Aussparung
- 46
- Vorrichtung
zur Herstellung von Schalungselementen
- 47
- Vorschubtisch
- 48
- Vorschubfinger
- 49
- Führung
- 50
- Punktschweißstation
- 51
- Niederhalterelement
- 52
- Trommel
- 53
- Halterung
- 54
- Rampe
- 55
- Abdeckschiene
- 56
- Spalt
- 57
- Punktschweißeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 8604345 [0002]
- - EP 507054 A1 [0003, 0008]
- - DE 3302296 [0004]
- - EP 507054 [0025]