EP4077837A1 - Schalungsplatte für eine schalungsvorrichtung - Google Patents

Schalungsplatte für eine schalungsvorrichtung

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Publication number
EP4077837A1
EP4077837A1 EP20833774.1A EP20833774A EP4077837A1 EP 4077837 A1 EP4077837 A1 EP 4077837A1 EP 20833774 A EP20833774 A EP 20833774A EP 4077837 A1 EP4077837 A1 EP 4077837A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
formwork
formwork panel
panel
concrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20833774.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Spiegl
Guenther STAUDENRAUSCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peri SE
Original Assignee
Peri SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peri SE filed Critical Peri SE
Publication of EP4077837A1 publication Critical patent/EP4077837A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38—Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
    • G01N33/383—Concrete or cement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/0063—Control arrangements
    • B28B17/0081—Process control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/0002—Auxiliary parts or elements of the mould
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G9/00—Forming or shuttering elements for general use
    • E04G9/10—Forming or shuttering elements for general use with additional peculiarities such as surface shaping, insulating or heating, permeability to water or air

Definitions

  • the present invention relates to a shuttering panel for a shuttering device for producing wall or ceiling sections in fresh concrete construction, a
  • Formwork device with a corresponding formwork panel, the use of a sensor for integration into a formwork panel of a formwork device, a
  • Computing unit for a shuttering panel of a shuttering device a program element, a computer-readable medium and a method for determining a point in time at which the poured concrete is sufficiently solidified to create another overlying wall section and / or at which the shuttering panel can be stripped at the earliest .
  • wall or ceiling sections are produced by means of a shuttering device which has shuttering panels that form a cavity into which the concrete can be poured.
  • these wall or ceiling sections are created sequentially, section by section. If the concrete has solidified sufficiently in the corresponding section, the shuttering panels can can be removed and another, overlying wall section or ceiling section can be created.
  • a first aspect of the present disclosure relates to a shuttering panel for a shuttering device for producing wall or ceiling sections in fresh concrete construction.
  • the shuttering panel has a concrete-contacting layer which is set up to come into direct contact with the concrete to be poured into the shuttering device.
  • a sensor is provided that is integrated into the formwork panel.
  • the term “sensor” is to be interpreted broadly.
  • the sensor can be a single sensor, for example a plate-like or film-like sensor, which is arranged in or close to the concrete-contacting layer within the formwork panel. In particular, however, it can also be a sensor arrangement which has several sensors connected to one another or separated from one another.
  • the formwork device generally has several formwork panels and one or more corresponding frames which fix the formwork panels.
  • the concrete-contacting layer of the shuttering panel can also be referred to as the shuttering skin.
  • it can be implemented in the form of a coating, for example made of phenolic resin or a comparable material, in order to form a surface that is as smooth as possible. This is particularly advantageous in the case of exposed concrete construction.
  • the senor is set up to acquire measurement data from which a point in time can be calculated at which the poured concrete is sufficiently solidified to produce a further wall section lying above it. Provision can be made for additional information to be used to calculate this point in time, which information is not recorded by the sensor itself.
  • additional information can For example, information about the formwork panel or the formwork device, the outside temperature, usage data of the formwork panel, such as the frequency of its use, or data obtained through fatigue measurements, such as an expansion load on the formwork panel, a pressure load on the formwork panel, and in particular extreme events that can shorten the life of the formwork panel, such as overpressure loads or extreme temperatures.
  • the senor is set up to acquire measurement data, from which a point in time can be calculated at which the formwork panel can be removed at the earliest in order to form the concrete.
  • the concrete must be sufficiently solidified.
  • the senor is set up to measure a temperature, a pressure, a humidity, a tensile force, an elongation, a bend and / or a pH value.
  • the more different data are recorded the more precisely the point in time can be determined at which the formwork panel can be removed at the earliest and / or at which a further wall section above it can be generated.
  • the senor has an autonomous, internal energy supply, for example in the form of one or more batteries or other energy stores, such as a capacitor. It can be provided that the energy store of the sensor has a
  • Energy supply interface can be charged when, for example, the shuttering panel is stored for further use.
  • a wireless energy supply interface could be provided for this purpose, which is, for example, inductive.
  • the power supply interface is designed to be wired, for example in the form of
  • Interface connections that are accessible on the back of the formwork panel, i.e. on the side facing away from concrete, or on its side surface.
  • the senor is arranged directly behind the concrete-contacting layer.
  • the formwork panel has a panel core, which can also be referred to as a core panel, the sensor being arranged between the concrete-contacting layer and the panel core or within the panel core.
  • the sensor is arranged within the concrete-contacting layer, for example in a recess on the rear side of the concrete-contacting layer, that is to say on the side facing away from the concrete.
  • the senor has a wireless communication interface which is set up to transmit the measurement data recorded by the sensor to an external processing unit.
  • the external processing unit can be, for example, a server that collects and evaluates the data from a large number of sensors.
  • Another aspect of the present disclosure relates to a formwork device which has a formwork panel described above and below. Another aspect of the present disclosure relates to the use of a sensor for integration into a shuttering panel of a shuttering device.
  • a further aspect of the present disclosure relates to a computing unit for a formwork panel of a formwork device, the computing unit being set up to receive measurement data from a sensor of the formwork panel and to calculate a point in time at which the poured concrete is sufficiently solidified in order to to produce overlying wall section, and / or to which the shuttering panel can be switched off or removed at the earliest.
  • Another aspect of the present disclosure relates to a program element which, when executed on a computing unit for a formwork panel of a formwork device, instructs the computing unit to receive measurement data from a sensor of the formwork panel in order to calculate a point in time at which the poured concrete is sufficiently solidified to create a further, overlying wall section, and / or from which the formwork panel can be removed at the earliest.
  • the program element can, for example, in a main memory of a data processing device, such as a data processor of a computing unit loaded and / or stored, wherein the data processing device can also be part of an embodiment of the present invention.
  • This data processing device can be set up to carry out method steps of the method described above.
  • the data processing device can also be set up to automatically execute the computer program or the method and / or to execute inputs by a user.
  • the computer program can also be provided via a data network, such as the Internet, and downloaded from such a data network into the main memory of the data processing device.
  • the computer program can also include an update of an already existing computer program, whereby the existing
  • Computer program can be enabled, for example, to carry out the method described above.
  • the computer-readable medium can in particular, but not necessarily, be a non-volatile medium that is particularly suitable for storing and / or distributing a computer program.
  • the computer readable storage medium can be a CD-ROM, DVD-ROM, optical storage medium, solid state medium, or the like that ships with or as part of other hardware. Additionally or alternatively, the computer-readable storage medium can also be distributed or sold in another form, for example via a data network such as the Internet or other wired or wireless telecommunication systems.
  • the computer-readable storage medium can be designed, for example, as one or more data packets.
  • a further aspect of the present disclosure relates to a method for determining a point in time of a shuttering panel of a shuttering device at which the poured concrete is sufficiently solidified to create another overlying wall section and / or at which the shuttering panel can be removed at the earliest.
  • measurement data are recorded by a sensor on the formwork panel, followed by a calculation of a point in time based on the measurement data and, if necessary, further information as to at which the poured concrete is sufficiently solidified to create a further, overlying wall section and / or at which the formwork panel can be removed at the earliest.
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view of a shuttering panel according to an embodiment.
  • Fig. 2 shows a cross-sectional view of a shuttering panel according to a further embodiment.
  • Fig. 3 shows a cross-sectional view of a shuttering panel according to a further embodiment.
  • Fig. 4 shows a cross-sectional view of a shuttering panel according to a further embodiment.
  • Fig. 5 shows a cross-sectional view of a shuttering panel according to a further embodiment.
  • Fig. 6 shows a formwork device and a computing unit according to a
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a shuttering panel 100 for a shuttering device 200 (see FIG. 6).
  • the shuttering panel 100 has a concrete-contacting layer 101, for example in the form of a phenolic resin coating.
  • the concrete-contacting layer 101 is set up on its outside (the left-hand side in the figure) to come into direct contact with the concrete to be poured into the formwork device.
  • a sensor 102 is provided, which can be flat or plate-like, for example in the form of one or more sensor plates.
  • the sensor can have a round cross-section, which can facilitate subsequent integration of the sensor into the formwork panel.
  • a fleece 105 can be arranged between the “sensor layer” in which the sensor 102 is located and the layer 101 in contact with concrete.
  • a plate core 103 which can also be referred to as a core or core plate, is located at the sensor level. This plate core can consist of plywood or plastic.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a shuttering panel 100 according to a further embodiment, in which the sensor 102 is located in front of the fleece 105, i.e. between the fleece 105 and the concrete-contacting layer (Wear layer) 101.
  • no fleece is provided.
  • the plane in which the sensor 102 is located is arranged directly behind the concrete-contacting layer 101.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the shuttering panel 100, in which the sensor 102 is arranged directly under the layer 101 in contact with concrete.
  • This is a retrofit solution in which the sensor is installed in the formwork panel 100 from behind (that is, from the right-hand side). This can be done through a cylindrical bore or milled cutout, which extends as far as the rear side of the concrete-contacting layer 101, so that the sensor, which is subsequently inserted into the recess, touches the concrete-contacting layer from behind.
  • the sensor has a sensor cable 108 which can be used to charge the sensor and / or as a communication connection and which protrudes from the rear of the formwork panel 100 or is flush with the surface of the formwork panel.
  • a cover plug 107 can be provided which is pressed into the recess and is placed against the edge of the recess in a sealing manner so that no liquid can penetrate into the plate.
  • the sensor level is located within the layer 101 in contact with the concrete.
  • the sensor 102 can be cast into the layer in contact with the concrete during the manufacture of the shuttering panel.
  • Fig. 6 shows a formwork device 200, which has several formwork panels 100 and a support frame.
  • the liquid concrete can be poured in from above.
  • a computing unit 104 is provided which can wirelessly receive measurement data from the sensors integrated in the formwork panels in order to then evaluate and Calculate the right time for shuttering and / or creating another wall section.
  • the sensor 102 can be embodied as a plate, can, layer, conductive wire, disc, box or liquid or media-filled chamber, or as a combination thereof.
  • the formwork panel 100 can be provided with an incision, a milled recess, a recess in the wood or panel body from the rear, from the side facing away from the concrete surface, which serves as a receptacle for the sensor.
  • the recess is adapted to the shape and configuration of the sensor.
  • the recess is produced by milling, drilling, compressing, embossing or the like. So that the sensor can transmit the data, it is glued into the recess, encapsulated (e.g. epoxy resin), inserted, molded, melted, woven, sewn, printed or injected.
  • encapsulated e.g. epoxy resin
  • the sensor 102 can also be embedded between the concrete-contacting layer 101 and the plate core 103.
  • the concrete-contacting layer 101 has two or more layers and the sensor system 102 is inserted or embedded between these layers.
  • the core of the shuttering panel can also be covered with a "multi-layer” layer.
  • the sensors are embedded in this position.
  • One or more of the layers can be designed as a fleece layer.
  • the fleece layer is, for example, part of the “wear layer”, which is also referred to as the concrete-contacting layer, if it is made of a material, for example polypropylene, which can only be connected to the core of the panel under certain measures.
  • the fleece layer mediates the connection between the wear layer and the plate core and can at the same time contain the embedded sensors that are inserted, molded, melted, glued, woven, sewn, printed or injected.
  • the sensor can be read out and / or supplied with energy via connections or interfaces.
  • the sensor can have its own, for example rechargeable, energy store, or it can be passive.
  • Wireless reading of the sensor can also be provided, for example by means of short-range communication technology such as Bluetooth, NFC or GSM.
  • the measured values can be stored in a cloud, passed on to a display element, saved for further use, for example for so-called Building Information Modeling (BIM).
  • BIM Building Information Modeling
  • the measured values can also be made available to an artificial intelligence, which evaluates and processes them in software evaluation and calculation systems.
  • the senor can also be set up to record, store and forward data on the position, environmental conditions, duration of use, etc.
  • the duration of use and conditions of use of the formwork panel can be recorded directly; in particular, a clock or concreting cycle counter can be provided. Recommendations for changing or repairing the formlining can be derived from this. At the same time, data can be recorded on the use of the formwork panel.
  • information about the condition of the formlining surface can be derived.
  • Recommendations for the use of the formwork sheet can be calculated from this, but also for the possible remaining period of use, number of cycles of the formwork sheet, etc.
  • the data recorded about the formwork sheet can be saved, for example using RFID, and for logistics or billing purposes / Used for maintenance purposes.
  • a combined sensor / data memory / output / detection system can be provided.
  • the recorded values can be used as a basis for a usage-dependent calculation of the rental price of the formwork panel.
  • the data can also be used to control maintenance. Requirements analyzes can also be carried out on the basis of the recorded data and the data can be used for order optimization in maintenance / refurbishment.
  • the sensor can be designed, for example, as an ultrasonic sensor.
  • the reflection wave pattern can provide information about the condition of the formlining surface (wear, cleaning condition, concrete adhesion). Ultrasonic cleaning of the formlining surface, for example by the sensor, can also be provided.
  • the sensor can be designed as a retrofit solution so that existing formwork panels can be retrofitted with the sensor in a simple manner. For this purpose, for example, a recess is made, for example milled, in the rear side, that is to say the side of the formwork panel facing away from concrete, and the sensor provided as a finished unit is used. Can be done in a similar way to repairs with wood, plastic or metal plates.
  • the sensor can be arranged near the wear layer (concrete-contacting layer).
  • the wear layer can be adapted to the use with the sensor system, for example heat-conducting or pressure-conducting.
  • the aim is to achieve a quick transfer of the concrete conditions (in particular temperature, pressure, etc.) to the sensor.
  • the material of the concrete-contacting layer can be provided with conductive admixtures or consist of a conductive material.
  • the arrangement of the sensor system in the surface of the layer in contact with the concrete or another layer can be network-like, band-like, flat, punctiform, linear, circular, rectangular or elliptical.
  • the number and arrangement of the sensors can be selected so that a reliable statement about the situation in the concrete-contacting layer is possible, i.e. is statistically secured, and a practical, usable measurement result is generated.
  • cycle times in particular can be reduced through more accurate and faster recordable and more uniform measured values.
  • the quality of the concrete can be improved.
  • the measurement result is preferably recorded as close as possible to the concrete surface. Throughput losses can thus be reduced.
  • the sensors can be retrofitted independently of the system and can be quickly exchanged, BIM-compatible and enable statements to be made about the condition, use, location, users and / or the service life of the formwork panel.

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Abstract

Schalungsplatte (100) für eine Schalungsvorrichtung (200) zum Erzeugen von Wand- oder Deckenabschnitten in Frischbetonbauweise mit einem Sensor (102), der in der Schalungsplatte integriert ist.

Description

.
Schalungsplatte für eine Schalungsvorrichtung
Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr.
102019219 918.6, eingereicht am 17. Dezember 2019, die in vollem Umfang durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalungsplatte für eine Schalungsvorrichtung zum Erzeugen von Wand- oder Deckenabschnitten in Frischbetonbauweise, eine
Schalungsvorrichtung mit einer entsprechenden Schalungsplatte, die Verwendung eines Sensors zur Integration in eine Schalungsplatte einer Schalungsvorrichtung, eine
Recheneinheit für eine Schalungsplatte einer Schalungsvorrichtung, eine Programmelement, ein computerlesbares Medium und ein Verfahren zum Bestimmen eines Zeitpunkts, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüberliegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens ausgeschalt werden kann.
Hintergrund
Im Betonbau werden Wand- oder Deckenabschnitte mittels einer Schalungsvorrichtung erzeugt, welche Schalungsplatten aufweist, die einen Hohlraum ausbilden, in welchen der Beton eingefüllt werden kann.
Insbesondere beim Bau von mehrgeschossigen Betonbauten werden diese Wand- oder Deckenabschnitte sequenziell, abschnittsweise erzeugt. Ist der Beton in dem entsprechenden Abschnitt ausreichend verfestigt, können die Schalungsplatten abgenommen werden und es kann ein weiterer, darüberliegender Wandabschnitt oder Deckenabschnitt erzeugt werden.
Zusammenfassung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Effizienz beim Bau von Wand- oder Deckenabschnitten in Frischbetonbauweise zu steigern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Schalungsplatte für eine Schalungsvorrichtung zum Erzeugen von Wand- oder Deckenabschnitten in Frischbetonbauweise. Die Schalungsplatte weist eine betonberührende Schicht auf, welche eingerichtet ist, direkt mit dem in die Schalungsvorrichtung einzufüllenden Beton in Berührung zu kommen. Es ist darüber hinaus ein Sensor vorgesehen, der in die Schalungsplatte integriert ist. Der Begriff „Sensor“ ist breit auszulegen. Bei dem Sensor kann es sich um einen einzelnen, beispielsweise platten- oder folienartigen Sensor handeln, der in oder nahe an der betonberührenden Schicht innerhalb der Schalungsplatte angeordnet ist. Insbesondere kann es sich aber auch um eine Sensoranordnung handeln, welche mehrere miteinander verschaltete oder voneinander getrennte Sensoren aufweist. Die Schalungsvorrichtung weist in der Regel mehrere Schalungsplatten und einen oder mehrere entsprechende Rahmen auf, welche die Schalungsplatten fixieren.
Die betonberührende Schicht der Schalungsplatte kann auch als Schalhaut bezeichnet werden. Insbesondere kann sie in Form einer Beschichtung ausgeführt wein, beispielsweise aus Phenolharz oder einem vergleichbaren Material, um eine möglichst glatte, ebene Oberfläche auszubilden. Dies ist insbesondere bei der Sichtbetonbauweise vorteilhaft.
Der Sensor ist, gemäß einer Ausführungsform, eingerichtet, Messdaten zu erfassen, aus denen sich ein Zeitpunkt berechnen lässt, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüberliegenden Wandabschnitt zu erzeugen. Es kann vorgesehen sein, dass zur Berechnung dieses Zeitpunkts zusätzliche Informationen hinzugezogen werden, welche nicht von dem Sensor selbst erfasst werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Informationen über die Schalungsplatte oder die Schalungsvorrichtung handeln, die Außentemperatur, Nutzungsdaten der Schalungsplatte, wie die Häufigkeit ihrer Benutzung, oder auch Daten, die durch Ermüdungsmessungen gewonnen wurden, wie eine Dehnungsbelastung der Schalungsplatte, eine Druckbelastung der Schalungsplatte, und insbesondere extreme Ereignisse, die die Lebenszeit der Schalungsplatte verkürzen können, wie Überdruckbelastungen oder extreme Temperaturen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor eingerichtet, Messdaten zu erfassen, aus denen sich ein Zeitpunkt berechnen lässt, zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann, um den Beton auszuschalen. Zu diesem Zweck muss der Beton ausreichend verfestigt sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Sensor zum Messen einer Temperatur, eines Drucks, einer Feuchtigkeit, einer Zugkraft, einer Dehnung, einer Biegung und/oder eines pH-Wertes eingerichtet. Je mehr unterschiedliche Daten erfasst werden, desto genauer lässt sich der Zeitpunkt bestimmen, zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann und/oder zu welchem ein weiterer, darüberliegender Wandabschnitt erzeugt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor eine autarke, interne Energieversorgung auf, beispielsweise in Form von einer oder mehreren Batterien oder anderen Energiespeichern, wie einem Kondensator. Es kann vorgesehen sein, dass der Energiespeicher des Sensors über eine
Energieversorgungsschnittstelle geladen werden kann, wenn beispielsweise die Schalungsplatte zur weiteren Verwendung gelagert wird. Insbesondere könnte hierfür eine drahtlose Energieversorgungsschnittstelle vorgesehen sein, die beispielsweise induktiv ausgeführt ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Energie- versorgungsschnittsteile drahtgebunden ausgeführt ist, beispielsweise in Form von
Schnittstellenanschlüssen, die an der Rückseite der Schalungsplatte, also an der betonabgewandten Seite, oder an deren Seitefläche zugänglich sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensor direkt hinter der betonberührenden Schicht angeordnet. Beispielsweise berührt er die betonberührende Schicht auf ihrer Rückseite. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Schalungsplatte einen Plattenkern, der auch als Kernplatte bezeichnet werden kann, auf, wobei der Sensor zwischen der betonberührenden Schicht und dem Plattenkern oder innerhalb des Plattenkerns angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Sensor innerhalb der betonberührenden Schicht angeordnet, beispielsweise in einer Aussparung auf der Rückseite der betonberührenden Schicht, also auf der betonabgewandten Seite.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle auf, die eingerichtet ist zum Übertragen der vom Sensor erfassten Messdaten an eine externe Recheneinheit. Bei der externen Recheneinheit kann es sich beispielsweise um einen Server handeln, der die Daten einer Vielzahl von Sensoren sammelt und auswertet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Schalungsvorrichtung, welche eine oben und im Folgenden beschriebene Schalungsplatte aufweist. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft die Verwendung eines Sensors zur Integration in eine Schalungsplatte einer Schalungsvorrichtung.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Recheneinheit für eine Schalungsplatte einer Schalungsvorrichtung, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, von einem Sensor der Schalungsplatte Messdaten zu empfangen, und daraus einen Zeitpunkt zu berechnen, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüberliegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens ausgeschalt bzw. entfernt werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Programmelement, das, wenn es auf einer Recheneinheit für eine Schalungsplatte einer Schalungsvorrichtung ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, von einem Sensor der Schalungsplatte Messdaten zu empfangen, um daraus einen Zeitpunkt zu berechnen, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüberliegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oderzu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann.
Das Programmelement kann beispielsweise in einem Arbeitsspeicher einer Datenverarbeitungseinrichtung, wie etwa eines Daten Prozessors einer Recheneinheit geladen und/oder gespeichert sein, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung auch Teil einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sein kann. Diese Datenverarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, Verfahrensschritte des oben beschriebenen Verfahrens durchzuführen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, das Computerprogramm bzw. das Verfahren automatisch auszuführen und/oder Eingaben eines Benutzers auszuführen. Das Computerprogramm kann auch über ein Datennetzwerk, wie etwa das Internet, bereitgestellt und von einem solchen Datennetzwerk aus in den Arbeitsspeicher der Datenverarbeitungseinrichtung heruntergeladen werden. Das Computerprogramm kann auch eine Aktualisierung eines bereits vorhandenen Computerprogramms umfassen, wodurch das vorhandene
Computerprogramm beispielsweise zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens befähigt werden kann.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem ein oben beschriebenes Programmelement gespeichert ist. Das computerlesbare Medium kann insbesondere, aber nicht notwendigerweise, ein nichtflüchtiges Medium sein, das sich insbesondere zum Speichern und/oder Verteilen eines Computerprogramms eignet. Das computerlesbare Speichermedium kann eine CD-ROM, eine DVD-ROM, ein optisches Speichermedium, ein Festkörpermedium oder ähnliches sein, das zusammen mit oder als Teil anderer Hardware geliefert wird. Zusätzlich oder alternativ dazu, kann das computerlesbare Speichermedium auch in anderer Form verteilt bzw. vertrieben werden, beispielsweise über ein Datennetzwerk, wie etwa das Internet oder andere drahtgebundene oder drahtlose Telekommunikationssysteme. Hierzu kann das computerlesbare Speichermedium beispielsweise als ein oder mehrere Datenpakete ausgeführt sein. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Zeitpunkts einer Schalungsplatte einer Schalungsvorrichtung, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüberliegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann. Bei dem Verfahren erfolgt ein Erfassen von Messdaten durch einen Sensor der Schalungsplatte, gefolgt von einer Berechnung eines Zeitpunktes auf Basis der Messdaten, und gegebenenfalls weiterer Informationen, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüberliegenden Wandabschnitt zu erzeugen und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann. Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren weitere Ausführungsformen beschrieben. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Schalungsplatte gemäß einer Ausführungsform.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Schalungsplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform. Fig. 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Schalungsplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Schalungsplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Schalungsplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 6 zeigt eine Schalungsvorrichtung und eine Recheneinheit gemäß einer
Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Schalungsplatte 100 für eine Schalungsvorrichtung 200 (vgl. Fig. 6). Die Schalungsplatte 100 weist eine betonberührende Schicht 101 auf, beispielsweise in Form einer Phenolharzbeschichtung. Die betonberührende Schicht 101 ist eingerichtet, auf ihrer Außenseite (in der Figur die linke Seite) direkt mit dem in die Schalungsvorrichtung einzufüllenden Beton in Berührung zu kommen. Es ist ein Sensor 102 vorgesehen, der flächig oder plattenartig ausgeführt sein kann, beispielsweise in Form von einem oder mehreren Sensorplättchen. Der Sensor kann einen runden Querschnitt aufweisen, was eine nachträgliche Integration des Sensors in die Schalungsplatte erleichtern kann.
Zwischen der „Sensorschicht“, in der sich der Sensor 102 befindet, und der betonberührenden Schicht 101 kann ein Vlies 105 angeordnet sein. Auf der anderen Seite der Sensorikebene befindet sich ein Plattenkern 103, der auch als Kern oder Kernplatte bezeichnet werden kann. Dieser Plattenkern kann aus Furnierholz bestehen oder auch aus Kunststoff.
In der Ausführungsform der Fig. 1 befindet sich der Sensor somit hinter dem Vlies 105. Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Schalungsplatte 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform, bei der sich der Sensor 102 vor dem Vlies 105 befindet, also zwischen Vlies 105 und betonberührender Schicht (Nutzschicht) 101.
In der Ausführungsform, welche in Fig. 3 gezeigt ist, ist kein Vlies vorgesehen. Die Ebene, in der sich der Sensor 102 befindet, ist direkt hinter der betonberührenden Schicht 101 angeordnet.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schalungsplatte 100, bei der der Sensor 102 direkt unter der betonberührenden Schicht 101 angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um eine Nachrüstlösung, bei welcher der Sensor von hinten (also von der rechten Seite) in die Schalungsplatte 100 eingebaut wird. Dies kann durch eine zylindrische Bohrung oder Ausfräsung erfolgen, welche bis zur Rückseite der betonberührenden Schicht 101 reicht, so dass der Sensor, der nachträglich in die Aussparung eingelegt wird, die betonberührende Schicht von hinten berührt.
Der Sensor weist ein Sensorkabel 108 auf, welches zum Laden des Sensors und/oder als Kommunikationsverbindung dienen kann und welches aus der Schalungsplatte 100 rückseitig herausragt oder bündig mit der Oberfläche der Schalungsplatte abschließt. Es kann ein Abdeckstopfen 107 vorgesehen sein, der in die Aussparung eingepresst ist, und dichtend an den Rand der Aussparung angelegt ist, so dass keine Flüssigkeit in die Platte eindringen kann.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 5 befindet sich die Sensorikebene innerhalb der betonberührenden Schicht 101. Insbesondere kann der Sensor 102 bei der Herstellung der Schalungsplatte in die betonberührende Schicht eingegossen werden.
Fig. 6 zeigt eine Schalungsvorrichtung 200, welche mehrere Schalungsplatten 100 sowie einen Stützrahmen aufweist. Von oben kann der Flüssigbeton hineingegossen werden.
Es ist eine Recheneinheit 104 vorgesehen, die drahtlos Messdaten von den in die Schalungsplatten integrierten Sensoren empfangen kann, um diese dann auszuwerten und den passenden Zeitpunkt zum Abschalen und/oder Erstellen eines weiteren Wandabschnitts zu berechnen.
Der Sensor 102 kann als Plättchen, Dose, Schicht, leitfähiger Draht, Scheibe, Kästchen oder flüssigkeits- bzw. medienbefüllte Kammer, oder als eine Kombination daraus, ausgebildet sein. Die Schalungsplatte 100 kann beim Einbau des Sensors 102 von hinten von der von der Betonoberfläche abgewandten Seite her mit einem Einschnitt, einer Ausfräsung, einer Vertiefung im Holz bzw. Plattenkörper versehen werden, welcher als Aufnahme für den Sensor dient. Die Ausnehmung ist dabei an die Form und Ausgestaltung des Sensors angepasst. Die Ausnehmung wird durch Fräsen, Bohren, Verdichten, Prägen oder Ähnlichem hergestellt. Damit der Sensor die Daten übertragen kann, wird dieser in die Ausnehmung eingeklebt, vergossen (zum Beispiel Epoxidharz), eingesetzt, eingeformt, eingeschmolzen, eingewoben, eingenäht, gedruckt oder eingespritzt.
Auch kann der Sensor 102 zwischen der betonberührenden Schicht 101 und dem Plattenkern 103 eingebettet sein. Beispielsweise ist die betonberührende Schicht 101 zwei- oder mehrlagig ausgebildet und zwischen diesen Lagen ist die Sensorik 102 eingelegt oder eingebettet.
Ebenfalls ist es möglich, dass eine zusätzliche Sensorlage eingebracht wird. Auch kann der Kern der Schalungsplatte mit einer „mehrlagigen“ Lage bedeckt werden. In dieser Lage ist die Sensorik eingebettet. Eine oder mehrere der Lagen können als Vliesschicht ausgebildet werden. Die Vliesschicht ist beispielsweise ein Teil der „Nutzschicht“, welche auch als betonberührende Schicht bezeichnet wird, wenn diese aus einem Material gebildet ist, zum Beispiel Polypropylen, welches nur unter bestimmten Maßnahmen mit dem Kern der Platte verbindbar ist. Die Vliesschicht vermittelt in diesem Fall die Verbindung zwischen der Nutzschicht und dem Plattenkern und kann gleichzeitig die eingebettete Sensorik beinhalten, die eingesetzt, eingeformt, eingeschmolzen, eingeklebt, eingewoben, eingenäht, gedruckt oder eingespritzt ist.
Der Sensor kann über Anschlüsse bzw. Schnittstellen ausgelesen und/oder mit Energie versorgt werden. Der Sensor kann über einen eigenen, beispielsweise wiederaufladbaren Energiespeicher verfügen oder passiv ausgebildet sein. Auch kann ein kabelloses Auslesen des Sensors vorgesehen sein, beispielsweise mittels Nahbereichskommunikationstechnologie wie Bluetooth, NFC oder GSM. Die Messwerte können in einer Cloud gespeichert werden, an ein Anzeigeelement weitergegeben werden, zur Weiterverwendung gespeichert werden, beispielsweise für sogenanntes Building Information Modeling (BIM).
Die Messwerte können auch einer künstlichen Intelligenz zur Verfügung gestellt werden, die diese in softwaretechnischen Auswerte- und Berechnungssystemen verwertet und verarbeitet.
Zusätzlich kann der Sensor auch eingerichtet sein, Daten zur Position, Umgebungsbedingungen, Nutzungsdauer etc. zu erfassen, zu speichern und weiterzugeben.
Überden in der Schalungsplatte eingebetteten Sensor können unmittelbar Einsatzdauer und Einsatzbedingungen der Schalungsplatte erfasst werden, insbesondere kann ein Takt- oder Betonierzyklenzähler vorgesehen sein. Hieraus können Empfehlungen zum Schalhautwechsel oder zur Schalhautreparatur abgeleitet werden. Gleichzeitig kann eine Datenerfassung über die Verwendung der Schalungsplatte erfolgen.
Hierdurch kann der optimale Zeitpunkt für eine Wartung bzw. einen Austausch der Schalungsplatte berechnet werden.
Abhängig von der gewählten Sensorik können Informationen über den Zustand der Schalhautoberfläche abgeleitet werden. Hieraus können Empfehlungen für die Verwendung der Schalungsplatte (beispielsweise für Sichtbeton) berechnet werden, aber auch für die mögliche Resteinsatzdauer, Zyklenzahl der Schalungsplatte etc. Die erfassten Daten über die Schalungsplatte können gespeichert werden, beispielsweise mittels RFID, und für die Logistik bzw. Abrechnungszwecke/Wartungszwecke genutzt werden.
Insbesondere kann ein kombiniertes Sensor/Datenspeicher/Ausgabe/Erfassungssystem vorgesehen sein. Die erfassten Werte können als Basis für eine nutzungsabhängige Berechnung des Mietpreises der Schalungsplatte verwendet werden. Auch können die Daten zur Steuerung der Wartung verwendet werden. Auch können anhand der erfassten Daten Bedarfsanalysen erfolgen und die Daten können zur Bestelloptimierung in der Wartung/Aufarbeitung verwendet werden.
Der Sensor kann beispielsweise als Ultraschallsensor ausgeführt sein. So kann das Reflexionswellenmuster Aufschluss über den Zustand der Schalhautoberfläche (Abnutzung, Reinigungszustand, Betonanhaftung) geben. Auch kann eine Ultraschallreinigung der Schalhautoberfläche, beispielsweise durch den Sensor vorgesehen sein. Der Sensor kann als Nachrüstlösung ausgeführt sein, so dass bestehende Schalungsplatten auf einfache Weise mit dem Sensor nachgerüstet werden können. Hierzu wird beispielsweise in der Rückseite, also der betonabgewandten Seite der Schalungsplatte, eine Vertiefung eingebracht, beispielsweise eingefräst, und der als fertige Einheit zur Verfügung gestellte Sensor eingesetzt. Kann ähnlich erfolgen wie die Ausbesserung mit Holz, Kunststoff oder Metallplättchen. Der Sensor kann dabei nahe der Nutzschicht (betonberührende Schicht) angeordnet sein.
Die Nutzschicht kann auf die Verwendung mit der Sensorik angepasst sein, beispielsweise wärmeleitend oder druckleitend. Ziel ist es, eine schnelle Weitergabe der Betonbedingungen (insbesondere Temperatur, Druck etc.) an den Sensor zu erreichen. Zur
Temperaturweitergabe kann das Material der betonberührenden Schicht mit leitfähigen Beimischungen versehen werden oder aus einem leitfähigen Material bestehen.
Die Anordnung der Sensorik in der Fläche der betonberührenden Schicht oder einer anderen Schicht kann netzartig, bandförmig, flächig, punktuell, linienförmig, kreisförmig, rechteckig oder elliptisch sein. Dabei kann die Anzahl und die Anordnung der Sensoren so gewählt sein, dass eine belastbare Aussage über die Situation in der betonberührenden Schicht möglich wird, also statistisch abgesichert ist, und ein praxistaugliches, verwertbares Messergebnis erzeugt wird.
Hierdurch können insbesondere Taktzeiten durch genauere und schneller erfassbare sowie gleichmäßigere Messwerte verringert werden. Es erfolgt keine Beeinflussung des Reinigungsprozesses der Schalhaut und des Schalelements bzw. es besteht kein Einfluss auf den Bauablauf. Insbesondere kann die Betonqualität verbessert werden. Auch erfolgt keine Verletzung Oberfläche der betonberührenden Schicht. Das Messergebnis wird vorzugsweise möglichst nahe an der Betonoberfläche erfasst. Durchgangsverluste können somit vermindert werden. Die Sensoren sind beispielsweise systemunabhängig nachrüstbar und schnell austauschbar, BIM-fähig und ermöglichen Aussagen über den Zustand, die Nutzung, den Einsatzort, die Anwender und/oder die Nutzungsdauer der Schalungsplatte.
Es ist möglich, durch Erfassung des Verschmutzungsgrads den geeigneten Zeitpunkt eines Plattentauschs zu bestimmen oder vorherzusagen. Vorteilhafterweise müssen hierfür keine Fremdkörper in den Beton eingeführt werden, wie Sensoren. Die Sensoren sind wiederverwendbar, da sie in der Schalungsplatte integriert sind und nicht im Beton verbleiben. Die betonberührende Schicht wird durch die Anbringung des Sensors nicht beschädigt, insbesondere nicht durchbohrt, durchfräst oder durchstoßen. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Schalungsplatte (100) für eine Schalungsvorrichtung (200) zum Erzeugen von Wand- oder Deckenabschnitten in Frischbetonbauweise, aufweisend: eine betonberührende Schicht (101), welche eingerichtet ist, direkt mit dem in die
Schalungsvorrichtung einzufüllenden Beton in Berührung zu kommen; einen Sensor (102), der in der Schalungsplatte integriert ist; wobei der Sensor (102) direkt hinter der betonberührenden Schicht (101) angeordnet ist.
2. Schalungsplatte (100) nach Anspruch 1 , wobei der Sensor (102) eingerichtet ist, Messdaten zu erfassen, aus denen sich ein Zeitpunkt berechnen lässt, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüber liegenden Wandabschnitt zu erzeugen.
3. Schalungsplatte (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (102) eingerichtet ist, Messdaten zu erfassen, aus denen sich ein Zeitpunkt berechnen lässt, zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann.
4. Schalungsplatte (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (102) zum Messen einer Temperatur, eines Drucks, einer Feuchtigkeit, einer Zugkraft, einer Dehnung, einer Biegung und/oder eines PH-Wertes eingerichtet ist.
5. Schalungsplatte (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor eine autarke Energieversorgung aufweist.
6. Schalungsplatte (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schalungsplatte (100) einen Plattenkern (103) aufweist, wobei der Sensor (102) zwischen der betonberührenden Schicht (101) und dem Plattenkern (103) oder innerhalb des Plattenkerns angeordnet ist.
7. Schalungsplatte (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (102) eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweist, eigerichtet zum Übertragen der Messdaten an eine externe Recheneinheit (104), und/oder wobei der Sensor (102) eine Energieversorgungsschnittstelle aufweist, eingerichtet zum Laden eines Energiespeichers des Sensors.
8. Schalungsvorrichtung (200), aufweisend eine Schalungsplatte (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Verwendung eines Sensors (102) zur Integration in eine Schalungsplatte (100) einer Schalungsvorrichtung (200), um Messdaten zu erfassen, aus denen ein Zeitpunkt berechnet wird, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüber liegenden Wandabschnitt zu erzeugen und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann.
10. Recheneinheit (104) für eine Schalungsplatte (100) einer Schalungsvorrichtung (200), wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, von einem Sensor (102) der Schalungsplatte Messdaten zu empfangen, und daraus einen Zeitpunkt zu berechnen, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüber liegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oderzu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann. 11. Programmelement, das, wenn es auf einer Recheneinheit (104) für eine Schalungsplatte
(100) einer Schalungsvorrichtung (200) ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet, von einem Sensor (102) der Schalungsplatte Messdaten zu empfangen, und daraus einen Zeitpunkt zu berechnen, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüber liegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann.
12. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach Anspruch 11 gespeichert ist. 13. Verfahren zum Bestimmen eines Zeitpunkts einer Schalungsplatte (100) einer
Schalungsvorrichtung (200), zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüber liegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann, aufweisend die Schritte:
Erfassen von Messdaten durch einen Sensor (102) der Schalungsplatte; Berechnen eines Zeitpunkts auf Basis der Messdaten, zu welchem der eingefüllte Beton ausreichend verfestigt ist, um einen weiteren, darüber liegenden Wandabschnitt zu erzeugen, und/oder zu welchem die Schalungsplatte frühestens abgenommen werden kann.
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