WO2020193605A1 - Extrudervorrichtung, extrudersystem und verwendung einer extrudervorrichtung und/oder eines extrudersystems - Google Patents

Extrudervorrichtung, extrudersystem und verwendung einer extrudervorrichtung und/oder eines extrudersystems Download PDF

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extruder
strand
building material
outlet opening
designed
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Jens HÄFNER
Tobias Huth
Knut Kasten
Peter MÖGLE
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Putzmeister Engineering Gmbh
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    • E04G2021/049—Devices for both conveying and distributing concrete mixing nozzles specially adapted for conveying devices

Definitions

  • Extruder device Extruder device, extruder system and use of an extruder device and / or one
  • the invention relates to an extruder device for the extrusion of a strand of building material for the 3D printing of a structural part, an extruder system with such an extruder device and a use of such an extruder device and / or such an extruder system.
  • the object of the invention is to provide an extruder device for the extrusion of a strand of building material for the 3D printing of a building part, which has improved properties, in particular allows more freedom.
  • a further object of the invention is to provide an extruder system with such an extruder device and a use of such an extruder device and / or such an extruder system.
  • the invention solves this problem by providing an extruder device with the features of claim 1, an extruder system with the features of claim 9, claim 11, claim 12 and / or claim 13 and a use with the features of claim 15 Further developments and / or refinements of the invention are described in the dependent claims.
  • the extruder device according to the invention is designed or configured for the extrusion of a strand of building material for the 3D printing of an, in particular 3-dimensional, structural part.
  • the extruder device has an extruder nozzle and at least one cover element.
  • the extruder nozzle has an exit opening for the exit of the strand of building material from the extruder device, in particular the extruder nozzle.
  • The, in particular at least one, cover element is designed or configured to cover, in particular at least and / or only part of the outlet opening, or covers such that, in particular only, one opening cross section, in particular one area of the opening cross section, in particular at least one uncovered part of the outlet opening a strand cross-section, in particular an area of the strand cross-section, of the emerged or extruded strand of building material, in particular predetermines its shape.
  • the extruder device can be referred to as an extruder head.
  • the extruder device in particular the extruder nozzle, can be designed or configured for extrusion or for the exit of the strand of building material from the extruder device, in particular the extruder nozzle, in particular the outlet opening, in a non-vertical, in particular horizontal, exit direction.
  • the extruder device in particular the extruder nozzle, does not need or cannot be designed or configured in a vertical exit direction for extrusion or for the exit of the strand of building material from the extruder device, in particular the extruder nozzle, in particular the outlet opening.
  • the extruder device for depositing the strand that has emerged can be designed in such a way that the strand, in particular the strand that has been deposited, maintains its strand cross section, in particular the strand that has emerged.
  • the extruder device does not need or cannot be designed in such a way that the building material needs or can be pressed onto an already existing building material layer or layer and thus be deformed.
  • the strand in particular which has emerged, can be continuous or extend in, in particular, a certain length.
  • the building material can be concrete, in particular fresh concrete, and / or thixotropic and / or puncture-proof or dimensionally stable, in particular during the discharge. Furthermore, additionally or alternatively, the building material can have a maximum grain size of at least 4 millimeters (mm), in particular of a minimum of 10 mm, in particular of a minimum of 16 mm.
  • the strand can be laid down or applied, in particular in layers, to a strand or an already extruded strand and / or a further strand can be laid down or applied, in particular in layers, on the strand (s).
  • the structural part can be a building structural part and / or a wall and / or a ceiling. Additionally or alternatively, the strand, in particular a width of the strand, can have the, in particular the entire, wall and / or ceiling thickness.
  • the extruder nozzle in particular the outlet opening, can be tubular and / or, in particular by at least one circumferential wall, closed on the circumferential side, in particular in / against at least one circumferential direction orthogonal to an outlet direction. Additionally or alternatively, the extruder nozzle can have the outlet opening at one end, in particular at the front and / or front end.
  • the outlet opening can be referred to as a discharge opening or discharge opening.
  • the outlet opening can be planar or even.
  • the exit opening can have an, in particular maximum, opening width of a minimum of 100 mm, in particular a minimum of 200 mm, and / or a maximum of 800 mm, in particular a maximum of 600 mm, in particular 400 mm, in particular in a first circumferential direction orthogonal to an exit direction .
  • the outlet opening can have an, in particular a maximum, opening height of at least 15 mm, in particular a minimum of 25 mm, and / or a maximum of 400 mm, in particular a maximum of 200 mm, in particular a maximum of 100 mm, in particular 50 mm, in particular in a closed a second circumferential direction orthogonal to an exit direction.
  • the outlet opening can have a quadrangular shape, in particular a trapezoidal shape, in particular a parallelogram shape, in particular a rectangular shape.
  • the cover element can be referred to as a screen or template. Additionally or alternatively, the extruder device can have two cover elements. Furthermore, additionally or alternatively, the at least one cover element can be different from the extruder nozzle. Furthermore, additionally or alternatively, the, in particular at least one, cover element can be planar or even. Furthermore, additionally or alternatively, a, in particular a maximum, ratio between the, in particular at least one, covered part and the, in particular at least one, uncovered part can be a minimum of 0.05, in particular a minimum of 0.1, in particular a minimum of 0.2, in particular a minimum of 0, 5, in particular at least 1. In particular, the, in particular at least one, cover element can be designed to completely cover the outlet opening.
  • the, in particular at least one, covered part can have a rectangular shape, in particular a trapezoidal shape, in particular a parallelogram shape, in particular a rectangular shape, and / or a circular segment shape, in particular a circular shape, and / or a triangular shape and / or a comb shape.
  • the strand cross-section in particular a shape and / or a size of the strand cross-section, can correspond to, in particular the same as the opening cross-section, in particular a shape and / or a size of the opening cross-section. Additionally or alternatively, the opening cross-section and / or the strand cross-section can, in particular in each case, be non-parallel, in particular orthogonal, to an exit direction.
  • This, in particular the at least one cover element enables the opening cross section deviating from the outlet opening and thus the strand cross section deviating from the outlet opening.
  • this can include the printing of the structural part Allow slots, holes, channels, in particular for lines or cables and / or pipes or for media such as electricity and / or water, or decorative surface elements.
  • Allow slots, holes, channels, in particular for lines or cables and / or pipes or for media such as electricity and / or water, or decorative surface elements are used.
  • the, in particular at least one, cover element in particular in each case, for variably, in particular continuously, adjustable or adjustable covering of the outlet opening for variable, in particular continuous, setting or adjustment of the opening cross section for variable, in particular continuous, setting or adjustment Adjustment of the strand cross-section, in particular during the exit of the strand of building material, in particular individually or separately, variable, in particular continuously, adjustable or adjustable, in particular movable, designed or configured or stored, in particular in at least two different settings.
  • This enables, in particular, different geometric properties and / or modifications to be implemented in the printed structural part, in particular different wall and / or ceiling thicknesses. In particular, this can enable a transition, in particular between two wall thicknesses, to be designed without a shoulder.
  • the, in particular at least one, cover element can be designed to be variably adjustable without tools.
  • the, in particular at least one, cover element for separating, in particular for cutting off, the escaped strand of building material from the extruder device, in particular from the extruder nozzle, in particular at the outlet opening is variably adjustable. This can enable an, in particular, clean or smooth end of the strand, in particular that has emerged and / or deposited, in particular after the extrusion, in particular when moving the extruder device, in particular between different wall elements.
  • the, in particular at least one, cover element can be designed to move along the outlet opening for separation.
  • the, in particular at least one, cover element is designed or configured for, in particular variably adjustable, arrangement at the outlet opening, in particular in contact with the extruder nozzle.
  • This enables an unintentional escape of building material at an unintended location and / or in / against the first circumferential direction and / or the second circumferential direction out of the extruder device, in particular the extruder nozzle, to be reduced or even avoided.
  • the extruder nozzle specifies an exit direction, in particular non-vertical, in particular horizontal, of the strand of building material out of the extruder device, in particular the extruder nozzle, in particular the exit opening.
  • The, in particular at least one, cover element has, in particular at least, one cover surface for partially covering the outlet opening.
  • The, in particular at least one, cover surface is designed or configured or is aligned for non-parallel, in particular orthogonal, alignment to the exit direction. This enables building material to be blocked behind the, in particular at least one, cover element in the extruder nozzle opposite to the exit direction.
  • the exit direction can be parallel, in particular coaxial, to a longitudinal axis of the extruder nozzle.
  • the, in particular at least one, cover surface can be planar or even.
  • the extruder nozzle has several peripheral walls.
  • the peripheral walls define or limit the outlet opening on the peripheral side.
  • at least two of the circumferential walls for the variable, in particular continuous, arrangement relative to one another for the variable, in particular continuous, setting or adjustment of the outlet opening, in particular during the exit of the strand of building material are variably, in particular continuously, adjustable or adjustable, in particular movable, designed or configured or stored, in particular in at least two different settings. This allows additional freedom, in particular the shape, the opening cross section and thus, in particular the shape, the strand cross section.
  • at least one of the peripheral walls can be planar or flat and / or a sheet metal.
  • At least one of the, in particular adjustable, circumferential walls can be movable relative to the other circumferential walls and / or the, in particular at least one, cover element, in particular in / against the first circumferential direction and / or the second circumferential direction.
  • at least one of the, in particular adjustable, peripheral walls can be designed to be variably adjustable without tools.
  • the extruder nozzle in particular the one, has at least one peripheral wall.
  • An expansion or extension of the extruder device in one, in particular vertical, direction, in particular against the second circumferential direction, in particular downward, is defined or limited by the circumferential wall.
  • the outlet opening is defined or limited on the circumference, in particular at least partially, in particular in the direction, in particular downward, by the circumferential wall.
  • an expansion of the extruder device in one, in particular horizontal, direction, in particular in the exit direction, in particular forwards is defined or limited by the, in particular at least one, cover element.
  • the extruder device has a deflection device or a deflection element.
  • the deflecting device is arranged upstream of the outlet opening, in particular the extruder nozzle, and for deflecting a flow of building material, in particular from a non-horizontal, in particular vertical, direction, in particular against the second circumferential direction, in particular from top to bottom, in the direction, in particular in The exit direction, in particular from the rear to the front, of the exit opening is formed or configured.
  • This, in particular the deflection device, enables the horizontal exit.
  • the at least one peripheral wall can be planar or even and / or a sheet metal.
  • the, in particular at least one, cover element for covering the, in particular at least one, part of the outlet opening is designed or configured such that the opening cross section is at least divided into two parts with an interruption, in particular in one, in particular horizontal, direction, in particular in the first circumferential direction.
  • at least two parts of the outlet opening, in particular separated from one another by the, in particular at least one, cover element can be uncovered.
  • the interruption can be completely above the, in particular maximum, opening height.
  • the extruder system according to the invention is designed or configured for the extrusion of one, in particular the, strand of building material for the 3D printing of one, in particular the, structural part.
  • the extruder system has one, in particular the, extruder device as described above.
  • the extruder system has a movement device, in particular a controllable movement device.
  • the movement device is designed or configured for, in particular automatic, at least translational movement of the extruder device, in particular the extruder nozzle and the, in particular at least, one cover element, in particular during the exit of the strand of building material.
  • the movement device can be referred to as a positioning device.
  • the movement device can have or be a movement or robot arm or a mast.
  • the movement device and / or the extruder device can be designed for, in particular automatic, rotational movement of the extruder device, in particular the extruder nozzle and the, in particular at least, one cover element, in particular during the exit of the strand of building material.
  • the movement device is designed or configured for moving the extruder device in one, in particular non-vertical, in particular horizontal, direction of movement.
  • the extruder device is designed or configured for the exit of the strand of building material from the extruder device, in particular the extruder nozzle, in particular the outlet opening, in an exit direction which is not orthogonal to the direction of movement, in particular reverse, in particular opposite, exit direction, in particular during the movement.
  • the extruder system in particular the extruder device, is designed or configured for the exit of the strand of building material from the extruder device, in particular the extruder nozzle, in particular the outlet opening, with an, in particular variable, in particular continuous, adjustable or adjustable exit speed.
  • the movement device is designed or configured to move the extruder device at a movement speed approximately equal to the exit speed, in particular during the exit.
  • 180 ° can mean opposite.
  • the extruder system has a, in particular controllable, building material pump.
  • the building material pump is designed or configured for, in particular automatically, conveying building material out of the extruder device, in particular the extruder nozzle, in particular the outlet opening.
  • the extruder system can have a building material delivery line, wherein the building material delivery line can connect the building material pump to the extruder device, in particular the extruder nozzle, for a flow of building material from the building material pump through the building material delivery line to the extruder device, in particular the extruder nozzle.
  • the building material pump can be discontinuous, in particular a piston pump, in particular a two-piston pump, in particular with a transfer tube.
  • the extruder system according to the invention has, in particular at least one, in particular controllable and / or electrical, adjusting device or adjusting device.
  • The, in particular at least one, adjustment device is for the, in particular automatic, variable, in particular continuous, adjustment or adjustment of the, in particular at least one and / or variably adjustable, cover element and / or the, in particular at least one, and / or variably adjustable, Perimeter wall formed or configured.
  • the extruder device can have the, in particular at least one, adjusting device.
  • the, in particular at least one, adjusting device can have or be at least one, in particular electrical and / or hydraulic and / or pneumatic, adjusting motor and / or at least one, in particular mechanical, adjusting drive.
  • the extruder system according to the invention has a particularly controllable and / or electrical vibrating device.
  • the vibrating device is designed or configured for, in particular automatically, vibrating or exciting the, in particular at least one, covering element. This enables a loosening or displacement of stones in the concrete, in particular behind the, in particular at least one, cover element, and thus reducing or even avoiding the risk of blockage by stones in the concrete, in particular behind the, in particular at least one, cover element, in particular for separation.
  • the extruder device can have the vibrating device.
  • the vibrating device can have or be an eccentric and / or an ultrasonic source.
  • the vibrating device can be different from the, in particular at least one, adjusting device.
  • the extruder system has an, in particular electrical, control device, in particular a computer.
  • the control device is for the, in particular automatic and / or independent, control of the, in particular controllable, movement device and / or the, in particular controllable, building material pump and / or the, in particular at least one, in particular controllable, setting device and / or the, in particular controllable, vibrating device formed or configured as a function of data, in particular a building or construction plan, in particular in a memory of the control device, of the structural part to be printed.
  • the invention relates to the use of one, in particular the, extruder device and / or one, in particular the, extruder system as described above for the extrusion of one, in particular the, strand of building material for the 3D printing of one, in particular the, structural part.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an extruder system according to the invention with an extruder device according to the invention
  • Fig. 2 is a further perspective view of the extruder system with the
  • Extruder device of Fig. 1, 3 is a front view of the extruder system with the extruder device of FIG
  • FIG. 4 is a side view of the extruder system with the extruder device of FIG.
  • FIG. 5 is a front view of the extruder system with the extruder device of FIG.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the extruder system with the extruder device from FIG. 5,
  • FIG. 7 is a front view of the extruder system with the extruder device of FIG.
  • FIG. 8 is a side view of the extruder system with the extruder device of FIG.
  • FIG. 9 shows a perspective view of the extruder system with the extruder device of FIG. 1 without a cover element, without an upper peripheral wall and without a hose.
  • FIG. 10 shows a perspective view of the extruder system with the extruder device of FIG. 1 without a cover element and with an opened upper peripheral wall and an opened lower peripheral wall and with a hose,
  • FIG. 11 shows a perspective view of the extruder system with the extruder device of FIG. 1 and a movement device
  • FIG. 12 shows a perspective view of the extruder system with the extruder device of FIG. 1 and a building material pump, in particular during use according to the invention, 13-16 using an extruder device according to the invention and / or an extruder system according to the invention, 3D-printed structural parts from extruded strands of building material,
  • Fig. 17 is a perspective view of another according to the invention.
  • Fig. 19 is a perspective view of still another according to the invention.
  • an extruder system 20 having an extruder device 1 according to the invention for extrusion of a strand ST of building material BS for 3D printing of a structural part BWT.
  • the extruder device 1 has an extruder nozzle 5 and at least one cover element 8, 8a, 8b.
  • the extruder nozzle 5 has an, in particular rectangular, exit opening 2 for the exit of the strand ST of building material BS from the extruder device 1.
  • The, in particular at least one, cover element 8, 8a, 8b is designed to cover at least one part 2a of the outlet opening 2 in such a way that an opening cross section 3 of at least one uncovered part 2b of the outlet opening 2 defines a strand cross section 4 of the strand ST of building material BS that has emerged.
  • the extruder device 1 has, in particular precisely, two, in particular rectangular, cover elements 8a, 8b. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 17 and 18, the extruder device 1 has, in particular precisely, a, in particular rectangular, cover element 8. In alternative exemplary embodiments, the extruder device can have at least three cover elements.
  • the at least one cover element 8, 8a, 8b is for the variably adjustable covering of the outlet opening 2 for the variable adjustment of the Opening cross-section 3 for the variable adjustment of the strand cross-section 4, in particular during the exit of the strand ST of building material BS, designed to be variably adjustable, in particular movable relative to the exit opening 2 or the extruder nozzle 5, in particular in / against a first circumferential direction y and / or a second circumferential direction z.
  • the at least one cover element 8, 8a, 8b for separating, in particular for cutting off, the escaped strand ST of building material BS from the extruder device 1, in particular at the outlet opening 2, is variably adjustable.
  • the at least one cover element 8, 8a, 8b has a cutting plate or a blade 8K, 8aK, 8bK.
  • the at least one cover element 8a, 8b for covering the at least one part 2a of the outlet opening 2 is designed such that the opening cross-section 3 is at least divided into two with an interruption 3U, in particular in one , in particular horizontal, direction, in particular in the first circumferential direction y.
  • the at least one cover element 8, 8a, 8b is designed for, in particular variably adjustable, arrangement at the outlet opening 2, in particular in contact with the extruder nozzle 5.
  • the two cover elements 8a, 8b are arranged on the outlet opening 2 and cover an, in particular inner and / or rectangular, part 2a of the outlet opening 2 in such a way that the opening cross section 3, in particular rectangular and , is divided into two with an, in particular rectangular, interruption 3U, in particular in the first circumferential direction y.
  • the cover elements 8a, 8b overlap or are pushed over one another in an exit direction x.
  • the two-part, in particular rectangular, opening cross-section 3 with the, in particular rectangular, interruption 3U specifies the two-part, in particular rectangular, strand cross-section 4 with an, in particular rectangular, interruption 4U of the strand ST of building material BS that has emerged.
  • the two cover elements 8a, 8b are arranged at the outlet opening 2 and cover two, in particular outer and / or rectangular, parts 2a of the outlet opening 2 in such a way that the opening cross section 3, in particular rectangular and narrow, in particular in the first circumferential direction y.
  • a, in particular an inner, part 2b of the outlet opening 2 is not covered.
  • the narrow, in particular rectangular, opening cross section 3 thus defines the narrow, in particular rectangular, strand cross section 4 of the strand ST of building material BS that has emerged.
  • the two cover elements 8a, 8b are not arranged on the outlet opening 2 and do not cover any part of the outlet opening 2 or the outlet opening 2 is uncovered.
  • the two cover elements 8a, 8b are raised in the second circumferential direction z.
  • the outlet opening 2 defines the strand cross section 4 of the strand ST of building material BS that has emerged.
  • the cover element 8 is arranged on the outlet opening 2 and completely covers the outlet opening 2.
  • the cover element 8 is raised in the second circumferential direction z, to that shown in FIGS 18, in particular against the second circumferential direction -z, the escaped strand ST of building material BS is separated from the extruder device 1.
  • the extruder nozzle 5 also specifies an exit direction x, in particular a horizontal, exit direction x of the strand ST of building material BS out of the extruder device 1.
  • the at least one cover element 8, 8a, 8b has at least one cover surface 8F, 8aF, 8bF for partially covering the outlet opening 2.
  • the at least one cover surface 8F, 8aF, 8bF is designed for non-parallel, in particular for orthogonal, alignment to the exit direction x.
  • the extruder nozzle 5 has several circumferential walls 7a, 7b, 7c, 7d, four in the exemplary embodiments shown.
  • the circumferential walls 7a, 7b, 7c, 7d define the outlet opening 2 on the circumferential side.
  • at least two of the peripheral walls 7a, 7b are for variable arrangement to each other for the variable adjustment of the outlet opening 2, in particular during the exit of the strand ST of building material BS, designed to be variably adjustable.
  • a left circumferential wall 7a and a right circumferential wall 7b are designed to be variably adjustable for the variable setting of an opening width BO of the outlet opening 2, in particular movable in / against the first circumferential direction y.
  • a lower circumferential wall and / or an upper circumferential wall in particular in each case, can be designed to be variably adjustable, in particular movable in / against the second circumferential direction, for the variable setting of an opening height of the outlet opening.
  • the two circumferential walls 7a, 7b are arranged maximally outside or maximally apart from one another in such a way that the opening width BO of the outlet opening 2 is maximally or broadly set, in the exemplary embodiments shown 400 mm.
  • the two circumferential walls 7a, 7b are arranged maximally inside or minimally apart or maximally close to one another in such a way that the opening width BO of the outlet opening 2 is set to be minimal or narrow, 200 mm in the exemplary embodiments shown.
  • an opening height HO of the outlet opening 2 is 50 mm, in particular in the second circumferential direction z.
  • the extruder device 1 has a hose 40 that can be stretched, in particular by a factor of about 2, the stretchable hose 40 being arranged and designed to seal the peripheral walls 7a, 7b, 7c, 7d against the peripheral escape of building material BS, as shown in FIG 10 shown.
  • At least one of the circumferential walls 7c, 7d is designed for circumferential unfolding, in particular in / against the second circumferential direction z, as shown in FIG. 10.
  • This, in particular the unfolding enables simple assembly of the expandable hose 40 and simple cleaning of the extruder system 20, in particular the extruder device 1, after extrusion, in particular after concreting.
  • an expansion of the extruder device 1 in one, in particular vertical, direction, in particular against the second circumferential direction -z is defined by the, in particular lower, circumferential wall 7c.
  • the outlet opening 2 is partially defined on the circumference, in particular in the -z direction, by the, in particular lower, circumferential wall 7c.
  • an extension of the extruder device 1 in one, in particular horizontal, direction, in particular in the exit direction x, is defined by the at least one cover element 8, 8a, 8b.
  • the extruder device 1 has a deflection device 9.
  • the deflecting device 9 is arranged upstream of the outlet opening 2 and is designed to deflect a flow of building material BS, in particular a pipe flange, in the direction, in particular in the outlet direction x, of the outlet opening 2.
  • the extruder system 20 has a movement device 22, in particular a controllable movement device, as shown in FIG. 11.
  • the movement device 22 is designed for at least translational movement of the extruder device 1, in particular during the exit of the strand ST of building material BS.
  • the movement device 22 has a movement arm. Additionally or alternatively, the movement device 22 and / or the extruder device 1 are / is designed for the rotational movement of the extruder device 1, in particular during the exit of the strand ST of building material BS.
  • the extruder device 1 can be rotated about a longitudinal axis of the pipe flange by means of a motor, in particular an electric motor, and in particular a screw drive.
  • the movement device 22 is designed for moving the extruder device 1 in an, in particular horizontal, movement direction -x.
  • the extruder device 1 is designed for the exit of the strand ST of building material BS out of the extruder device 1 in the exit direction x which is non-orthogonal, in particular opposite, to the direction of movement -x, in particular during the movement.
  • the extruder system 20, in particular the extruder device 1 is designed for the exit of the strand ST of building material BS from the extruder device 1 with an, in particular variably adjustable, exit speed vx.
  • the moving device 22 is for moving the extruder device 1 with one of the Exit speed vx approximately equal to the movement speed vx, in particular during the exit.
  • the extruder system 20 also has a building material pump 23, in particular controllable, as shown in FIG.
  • the building material pump 23 is designed to convey building material BS out of the extruder device 1.
  • the building material pump is discontinuous, in particular a piston pump.
  • the extruder system 20 has a building material delivery line, the building material delivery line connecting the building material pump 23 to the extruder device 1 for a flow of building material BS from the building material pump 23 through the building material delivery line to the extruder device 1.
  • the extruder system 20 has at least one, in particular controllable, adjusting device 217a, 217b, 218a, 218b.
  • the at least one setting device 217a, 217b, 218a, 218b is designed for the variable setting of the at least one, in particular variably adjustable, cover element 8, 8a, 8b and / or the at least one, in particular variably adjustable, peripheral wall 7a, 7b.
  • the extruder device 1 has the at least one adjusting device 217a, 217b, 218a, 218b.
  • the setting device 218a for moving the at least one cover element 8a, 8b in / against the second circumferential direction z has an, in particular electrical, setting motor 218aE and / or an, in particular mechanical, rotary drive 218aD.
  • the adjusting motor 218aE is arranged in the second circumferential direction z above the extruder nozzle 5 or the circumferential wall 7d and / or is movably connected to the at least one cover element 8a, 8b by means of the rotary drive 218aD.
  • the setting device 218b for moving the at least one cover element 8a, 8b in / against the first circumferential direction y has an, in particular electric, setting motor 218bE and / or a movement deflection mechanism 218bU, in particular a belt mechanism, and / or a , in particular mechanical, linear drive 218bL, in particular a threaded spindle drive.
  • the adjusting motor 218 bE is arranged in the second circumferential direction z above the extruder nozzle 5 or the circumferential wall 7d and / or is connected in motion to the at least one cover element 8a, 8b by means of the movement deflection mechanism 218bU and / or the linear drive 218bL.
  • the two cover elements 8a, 8b are not designed to be separate from one another or to be individually or separately variably adjustable.
  • the two cover elements, in particular each, can be designed to be individually variably adjustable.
  • the setting device 218a for moving the cover element 8 in / against the second circumferential direction z has at least one, in particular electrical, setting motor 218aE and / or at least one, in particular mechanical, linear drive 218aL, in particular at least one threaded spindle drive.
  • the at least one adjusting motor 218aE is arranged in the second circumferential direction z above the extruder nozzle 5 or the circumferential wall 7d and / or is movably connected to the cover element 8 by means of the at least one linear drive 218aL.
  • the at least one adjusting device 217a, 217b for moving the at least one circumferential wall 7a, 7b in / against the first circumferential direction y has at least one, in particular electric, adjusting motor 217aE, 217bE and / or at least one movement deflection mechanism 217aU, 217bU , especially one
  • the at least one adjusting motor 217aE, 217bE is arranged in the second circumferential direction z above the extruder nozzle 5 or the circumferential wall 7d, in particular transversely, and / or by means of the at least one movement deflection mechanism 217aU, 217bU and / or the at least one
  • Linear drive 217aL, 217bL movably connected to the at least one peripheral wall 7a, 7b.
  • the at least one adjusting device 217a, 217b for moving the at least one circumferential wall 7a, 7b in / against the first circumferential direction y has at least one, in particular electric, adjusting motor 217aE, 217bE and / or at least one movement deflection mechanism 217aU, 217bU, in particular a lever mechanism and / or at least one, in particular mechanical, linear drive 217aL, 217bL, in particular at least one threaded spindle drive.
  • the at least one setting motor 217aE, 217bE is arranged in / against the first circumferential direction y to the side of the extruder nozzle 5 or the at least one circumferential wall 7a, 7b, in particular longitudinally, and / or by means of the at least one movement deflection mechanism 217aU, 217bU and / or the at least one
  • the extruder nozzle 5 has a direction opposite to the exit direction -x from the exit opening 2, in particular at the maximum opening width BO Taper 5V in / against the first circumferential direction y, the at least one adjusting motor 271 aE, 217bE being arranged to the side of the extruder nozzle 5 at the taper 5V.
  • the two circumferential walls 7a, 7b are designed to be separately or individually or separately variably adjustable.
  • the two circumferential walls cannot be designed to be variably adjustable separately from one another.
  • the extruder system 20 has a particularly controllable vibrating device 25, as shown in FIGS. 17 and 18.
  • the vibrating device 25 is designed to vibrate the cover element 8.
  • the extruder device 1 has the vibrating device 25. Additionally or alternatively, the vibrating device 25 is an eccentric.
  • the extruder system 20, in particular the extruder device 1 has a number of, in particular controllable, injection nozzles, in particular clocked high-pressure nozzles with a pressure greater than 10 bar, in particular greater than 100 bar.
  • the injection nozzles are designed for injecting, in particular for mixing or introducing, an additive, in particular concrete accelerator, in particular directly, into the building material BS before it emerges. This, in particular the high pressure, enables the additive to be widely distributed so that no further mixing device is necessary.
  • the number of injection nozzles is arranged in the second circumferential direction z above the extruder nozzle 5 or the circumferential wall 7d and / or behind the extruder nozzle 5, and in particular the deflecting device 9, counter to the exit direction -x.
  • This, in particular the arrangement makes it possible to have or have to dispose of the smallest possible amount of activated building material, in particular concrete, in the extruder system 20, in particular the extruder device 1, during pumping pauses or interruptions in the printing process.
  • the extruder system 20 also has a control device 24.
  • the control device 24 is for the, in particular automatic, control of the, in particular controllable, movement device 22 and / or the, in particular controllable, building material pump 23 and / or the at least one, in particular controllable, setting device 217a, 217b, 218a, 218b and / or the, in particular controllable vibrating device 25, and in particular the number of, in particular controllable, injection nozzles, formed as a function of data DBWT of the structural part BWT to be printed.
  • the extruder system 20, in particular the extruder device 1, is designed for depositing the strand ST that has emerged in such a way that the strand ST, in particular that which has been deposited, maintains its strand cross section 4, in particular of the strand ST that has emerged.
  • the strand ST can be deposited, in particular in layers, on an already extruded strand ST and / or another strand ST can be deposited, in particular in layers, on the strand ST, as shown in FIGS. 13 to 16.
  • FIGS. 12 to 16 show a use according to the invention of the extruder device 1 and / or the extruder system 20 for the extrusion of the strand ST of building material BS for 3D printing of the building part BWT or by means of the extruder device 1 and / or the extruder system 20 3D.
  • the rectangular strand cross-section 4 shown in the center of a) and c) in the center in particular in each case, can not be arranged on the rectangular outlet opening 2 or cover any part of the rectangular outlet opening 2 and through the at least one cover element 8, 8a, 8b , in particular uncovered, rectangular outlet opening 2 with the circumferential wall 7a maximally outside or left and the circumferential wall 7b maximally inside or left or by means of a rectangular covering element a right or outer part 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum opening width BO can be specified or is given.
  • the rectangular strand cross-section 4 shown above in Fig. 13 d) can not be arranged at the rectangular outlet opening 2 or cover any part of the rectangular outlet opening 2 by the at least one cover element 8, 8a, 8b and through the, in particular uncovered, rectangular outlet opening 2 with the peripheral walls 7a, 7b, in particular in each case, maximally inside or by means of rectangular cover elements right part 2a and a left part 2a or outer parts 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum opening width BO are predefined or are predefined.
  • the rectangular strand cross-section 4 shown in the center in FIG. 13 b) with a semicircular cutout can be predetermined or is predetermined to cover a right or outer part 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum opening width BO by a semicircular cover element.
  • the rectangular strand cross-section 4 with a trapezoidal or triangular cutout shown in Fig. 13 c) below and above, in particular in each case, can be a right or outer part 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum of a, in particular, trapezoidal or triangular cover element Opening width BO can be specified covering or is specified.
  • the rectangular strand cross-section 4 shown in the center in FIG. 13 d) with trapezoidal or triangular cutouts can be specified to cover a right part 2a and a left part 2a or outer parts 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum opening width BO by trapezoidal or triangular cover elements or is given.
  • the rectangular strand cross-section 4 shown in the center in FIG. 13 e) with a trapezoidal or triangular cutout can be predetermined or is predetermined to cover an upper or outer part 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum opening width BO by a trapezoidal or triangular cover element.
  • the rectangular two-part strand cross-section 4 with rectangular interruption 4U shown in Fig. 14 c) in the middle, d) in the middle and above and e) above, in particular in each case, can use at least one rectangular cover element to create a central or inner part 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum Opening width BO can be specified covering or is specified.
  • the rectangular strand cross-section 4 shown in the center in Fig. 14 b) can have a right or outer part 2a and a central or inner part 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum opening width BO by at least one rectangular cover element or a central or Inner part 2a of the rectangular outlet opening 2 with the peripheral wall 7a maximally outside or left and the circumferential wall 7b can be specified or is specified to cover a maximum of the inside or the left.
  • the rectangular strand cross-section 4 with comb cutouts shown in Fig. 15 a) in the center and b) in the center, in particular in each case, can be specified covering a right part 2a and a left part 2a of the rectangular outlet opening 2 with a maximum opening width BO by, in particular, respective comb-shaped cover elements or is given.
  • a transition between two thicknesses of a structural part or a wall BWT can be designed or be without steps, as shown in FIGS. 13 c) and d).
  • a non-vertical or non-vertical structural part or a non-vertical wall BWT with a transition to a vertical or vertical section can be produced, as shown in FIG. 13 e).
  • a strand or a layer or a layer ST of a structural part or a wall BWT can be made narrower, in particular to create a horizontal channel for, for example, a power line, as shown in FIG. 13 a).
  • slots can be produced vertically or vertically in a strand or a layer or a layer ST and horizontally or horizontally on an outside of the strand ST, as in FIGS. 13 b) and 14, in particular b) to e) shown.
  • two narrow or thin structural parts or walls BWT connected with webs can thus be produced with one passage in order to later fill the gap with insulating material or to accommodate installation lines.
  • the strand cross-sections 4 of FIGS. 14 c), d) and e), in particular in this order can be arranged in and / or against the exit direction x.
  • open strand cross-sections 4 can thus be produced to produce a media channel.
  • the strand cross-sections 4 of FIGS. 14 a), b), c) and b), in particular in this order can be arranged in and / or against the exit direction x.
  • a support structure such as, for example, a grid
  • a support structure can be and / or be arranged on the strands ST that are not completely over the maximum opening width BO to enable at least one further strand ST to be deposited. This can make it possible to prevent the soft building material from sagging downward into the space, in particular the cavity.
  • a building part with a decorative surface can thus be produced, as shown in FIG. 15.
  • a surface of a structural part or a wall BWT can thus have a QR code, as shown in FIG. 16.
  • a strand ST can be roughened or made narrower for dark areas.
  • the invention provides an advantageous extruder device for the extrusion of a strand of building material for the 3D printing of a building part, which has improved properties, in particular allows more freedom.
  • the invention further provides an extruder system with such an extruder device and a use of such an extruder device and / or such an extruder system.

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Abstract

Extrudervorrichtung (1) zur Extrusion von einem Strang (ST) von Baustoff (BS) zum 3D-Druck von einem Bauwerksteil (BWT), wobei die Extrudervorrichtung (1) aufweist: eine Extruderdüse (5), wobei die Extruderdüse (5) eine Austrittsöffnung (2) zum Austritt des Strangs (ST) von Baustoff (BS) aus der Extrudervorrichtung (1) heraus aufweist, und mindestens ein Abdeckelement (8, 8a, 8b), wobei das mindestens eine Abdeckelement (8, 8a, 8b) zur Abdeckung mindestens eines Teils (2a) der Austrittsöffnung (2) derart ausgebildet ist, dass ein Öffnungsquerschnitt (3) mindestens eines unabgedeckten Teils (2b) der Austrittsöffnung (2) einen Strangquerschnitt (4) des ausgetretenen Strangs (ST) von Baustoff (BS) vergibt.

Description

Extrudervorrichtung, Extrudersystem und Verwendung einer Extrudervorrichtung und/oder eines
Extrudersystems
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung bezieht sich auf eine Extrudervorrichtung zur Extrusion von einem Strang von Baustoff zum 3D-Druck von einem Bauwerksteil, ein Extrudersystem mit einer solchen Extrudervorrichtung und eine Verwendung einer solchen Extrudervorrichtung und/oder eines solchen Extrudersystems.
AUFGABE UND LOSUNG
Der Erfindung liegt als Aufgabe die Bereitstellung einer Extrudervorrichtung zur Extrusion von einem Strang von Baustoff zum 3D-Druck von einem Bauwerksteil zugrunde, die verbesserte Eigenschaften aufweist, insbesondere mehr Freiheiten ermöglicht. Des Weiteren liegt der Erfindung als Aufgabe die Bereitstellung eines Extrudersystems mit einer solchen Extrudervorrichtung und einer Verwendung einer solchen Extrudervorrichtung und/oder eines solchen Extrudersystems zugrunde.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Bereitstellung einer Extrudervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eines Extrudersystems mit den Merkmalen des Anspruchs 9, des Anspruchs 11 , des Anspruchs 12 und/oder des Anspruchs 13 und einer Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteilhafte Weiterbildungen und/oder Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Extrudervorrichtung ist zur Extrusion von einem Strang von Baustoff zum 3D-Druck von einem, insbesondere 3-dimensionalen, Bauwerksteil ausgebildet bzw. konfiguriert. Die Extrudervorrichtung weist eine Extruderdüse und mindestens ein Abdeckelement auf. Die Extruderdüse weist eine Austrittsöffnung zum Austritt des Strangs von Baustoff aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, heraus auf. Das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement ist zur Abdeckung, insbesondere mindestens und/oder nur, eines Teils der Austrittsöffnung derart ausgebildet bzw. konfiguriert oder deckt derart ab, dass, insbesondere nur, ein Öffnungsquerschnitt, insbesondere eine Fläche des Öffnungsquerschnitts, insbesondere mindestens, eines unabgedeckten Teils der Austrittsöffnung einen Strangquerschnitt, insbesondere eine Fläche des Strangquerschnitts, des ausgetretenen bzw. extrudierten Strangs von Baustoff vorgibt, insbesondere formvorgibt. Insbesondere kann die Extrudervorrichtung als Extruderkopf bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Extrudervorrichtung, insbesondere die Extruderdüse, zur Extrusion bzw. zum Austritt des Strangs von Baustoff aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, insbesondere der Austrittsöffnung, heraus in einer nicht-vertikalen, insbesondere horizontalen, Austrittsrichtung ausgebildet bzw. konfiguriert sein. In anderen Worten: die Extrudervorrichtung, insbesondere die Extruderdüse, braucht oder kann nicht zur Extrusion bzw. zum Austritt des Strangs von Baustoff aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, insbesondere der Austrittsöffnung, heraus in einer vertikalen Austrittsrichtung ausgebildet bzw. konfiguriert sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Extrudervorrichtung zum Ablegen des ausgetretenen Strangs derart ausgebildet sein, dass der, insbesondere abgelegte, Strang seinen Strangquerschnitt beibehält, insbesondere des ausgetretenen Strangs. In anderen Worten: die Extrudervorrichtung braucht oder kann nicht derart ausgebildet sein, dass der Baustoff auf eine bereits bestehende Baustoffschicht bzw. - läge gedrückt und damit verformt werden braucht oder kann.
Der, insbesondere ausgetretene, Strang kann kontinuierlich sein bzw. sich in, insbesondere gewisser, Länge erstrecken.
Der Baustoff kann Beton, insbesondere Frischbeton, und/oder thixotrop und/oder stichfest bzw. formstabil, insbesondere während des Austritts, sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann der Baustoff ein Größtkorn von minimal 4 Millimeter (mm), insbesondere von minimal 10 mm, insbesondere von minimal 16 mm, aufweisen.
Der 3-Druck kann als additive Fertigung bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Strang, insbesondere schichtweise, auf einem bzw. einen bereits extrudierten Strang abgelegt bzw. aufgetragen werden und/oder auf dem bzw. den Strang kann, insbesondere schichtweise, ein weiterer Strang abgelegt bzw. aufgetragen werden.
Das Bauwerksteil kann ein Gebäudebauwerksteil und/oder eine Wand und/oder eine Decke sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Strang, insbesondere eine Breite des Strangs, die, insbesondere gesamte, Wand- und/oder Deckendicke aufweisen.
Die Extruderdüse, insbesondere die Austrittsöffnung, kann röhrenförmig und/oder, insbesondere durch mindestens eine Umfangswand, umfangsseitig geschlossen sein, insbesondere in/entgegen mindestens einer zu einer Austrittsrichtung orthogonalen Umfangsrichtung. Zusätzlich oder alternativ kann die Extruderdüse die Austrittsöffnung an einem, insbesondere stirnseitigen und/oder vorderen, Ende aufweisen. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Austrittsöffnung als Austragsöffnung oder Ausbringöffnung bezeichnet werden. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Austrittsöffnung plan bzw. eben sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Austrittsöffnung eine, insbesondere maximale, Öffnungsbreite von minimal 100 mm, insbesondere minimal 200 mm, und/oder maximal 800 mm, insbesondere maximal 600 mm, insbesondere 400 mm, aufweisen, insbesondere in einer zu einer Austrittsrichtung orthogonalen ersten Umfangsrichtung. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Austrittsöffnung eine, insbesondere maximale, Öffnungshöhe von minimal 15 mm, insbesondere minimal 25 mm, und/oder maximal 400 mm, insbesondere maximal 200 mm, insbesondere maximal 100 mm, insbesondere 50 mm, aufweisen, insbesondere in einer zu einer Austrittsrichtung orthogonalen zweiten Umfangsrichtung. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Austrittsöffnung eine Viereckform, insbesondere eine Trapezform, insbesondere eine Parallelogrammform, insbesondere eine Rechteckform, aufweisen.
Das Abdeckelement kann als Blende oder Schablone bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Extrudervorrichtung zwei Abdeckelemente aufweisen. Weiter zusätzlich oder alternativ kann das mindestens eine Abdeckelement von der Extruderdüse verschieden sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement plan bzw. eben sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann ein, insbesondere maximales, Verhältnis zwischen dem, insbesondere mindestens einen, abgedeckten Teil und dem, insbesondere mindestens einen, unabgedeckten Teil minimal 0,05, insbesondere minimal 0,1 , insbesondere minimal 0,2, insbesondere minimal 0,5, insbesondere minimal 1 , sein. Insbesondere kann das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement zur vollständigen Abdeckung der Austrittsöffnung ausgebildet sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann der, insbesondere mindestens eine, abgedeckte Teil eine Viereckform, insbesondere eine Trapezform, insbesondere eine Parallelogrammform, insbesondere eine Rechteckform, und/oder eine Kreissegmentform, insbesondere eine Kreisform, und/oder eine Dreieckform und/oder eine Kammform aufweisen.
Der Strangquerschnitt, insbesondere eine Form und/oder eine Größe des Strangquerschnitts, kann dem Öffnungsquerschnitt, insbesondere einer Form und/oder einer Größe des Öffnungsquerschnitts, entsprechen, insbesondere gleichen. Zusätzlich oder alternativ können/kann der Öffnungsquerschnitt und/oder der Strangquerschnitt, insbesondere jeweils, nicht- parallel, insbesondere orthogonal, zu einer Austrittsrichtung sein.
Dies, insbesondere das mindestens eine Abdeckelement, ermöglicht den von der Austrittsöffnung abweichenden Öffnungsquerschnitt und somit den von der Austrittsöffnung abweichenden Strangquerschnitt. Insbesondere kann dies das Drucken des Bauwerksteils mit Schlitzen, Löchern, Kanälen, insbesondere für Leitungen bzw. Kabel und/oder Rohre bzw. für Medien wie Strom und/oder Wasser, oder dekorativen Oberflächenelementen ermöglichen. Somit brauchen diese nicht zeitlich nach dem Drucken, insbesondere mühsam, hergestellt werden, soweit dies überhaupt mit vertretbarem Aufwand machbar sein kann, insbesondere von Arbeitern. Somit weist die Extrudervorrichtung verbesserte Eigenschaften auf, insbesondere ermöglicht mehr Freiheiten.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement, insbesondere jeweils, zur variabel, insbesondere kontinuierlich, einstellbaren bzw. verstellbaren Abdeckung der Austrittsöffnung zur variablen, insbesondere kontinuierlichen, Einstellung bzw. Verstellung des Öffnungsquerschnitts zur variablen, insbesondere kontinuierlichen, Einstellung bzw. Verstellung des Strangquerschnitts, insbesondere während des Austritts des Strangs von Baustoff, insbesondere individuell bzw. separat, variabel, insbesondere kontinuierlich, einstellbar bzw. verstellbar, insbesondere beweglich, ausgebildet bzw. konfiguriert bzw. gelagert, insbesondere in mindestens zwei verschiedene Einstellungen. Dies ermöglicht, insbesondere die, unterschiedliche geometrische Eigenschaften und/oder Modifikationen in dem gedruckten Bauwerksteil, insbesondere unterschiedliche Wand- und/oder Deckendicken, zu realisieren. Insbesondere kann dies ein Gestalten von einem Übergang, insbesondere zwischen zwei Wanddicken, ohne Absatz ermöglichen. Insbesondere kann das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement werkzeugfrei variabel einstellbar ausgebildet sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement zur Abtrennung, insbesondere zur Abschneidung, des ausgetretenen Strangs von Baustoff von der Extrudervorrichtung, insbesondere von der Extruderdüse, insbesondere an der Austrittsöffnung, variabel einstellbar ausgebildet bzw. konfiguriert. Dies kann ein, insbesondere sauberes bzw. glattes, Ende des, insbesondere ausgetretenen und/oder abgelegten, Strangs ermöglichen, insbesondere zeitlich nach dem Extrudieren, insbesondere beim Umsetzen der Extrudervorrichtung, insbesondere zwischen verschiedenen Wandelementen. Zusätzlich oder alternativ kann das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement zur Bewegung entlang der Austrittsöffnung zur Abtrennung ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement zur, insbesondere variabel einstellbaren, Anordnung an der Austrittsöffnung, insbesondere in Berührung mit der Extruderdüse, ausgebildet bzw. konfiguriert. Dies ermöglicht ein unbeabsichtigtes Austreten von Baustoff an unbeabsichtigter Stelle und/oder in/entgegen der ersten Umfangsrichtung und/oder der zweiten Umfangsrichtung aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, heraus zu reduzieren oder sogar zu vermeiden. ln einer Weiterbildung der Erfindung gibt die Extruderdüse eine, insbesondere nicht-vertikale, insbesondere horizontale, Austrittsrichtung des Strangs von Baustoff aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, insbesondere der Austrittsöffnung, heraus vor. Das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement weist, insbesondere mindestens, eine Abdeckfläche zur teilweisen Abdeckung der Austrittsöffnung auf. Die, insbesondere mindestens eine, Abdeckfläche ist zur nicht-parallelen, insbesondere zur orthogonalen, Ausrichtung zu der Austrittsrichtung ausgebildet bzw. konfiguriert oder ist ausgerichtet. Dies ermöglicht Baustoff entgegen der Austrittsrichtung hinter dem, insbesondere mindestens einen, Abdeckelement in der Extruderdüse zu blockieren. Insbesondere kann die Austrittsrichtung parallel, insbesondere koaxial, zu einer Längsachse der Extruderdüse sein. Zusätzlich oder alternativ kann die, insbesondere mindestens eine, Abdeckfläche plan bzw. eben sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Extruderdüse mehrere Umfangswände auf. Die Umfangswände definieren bzw. begrenzen die Austrittsöffnung umfangsseitig. Des Weiteren sind, insbesondere mindestens, zwei der Umfangswände zur variablen, insbesondere kontinuierlichen, Anordnung zueinander zur variablen, insbesondere kontinuierlichen, Einstellung bzw. Verstellung der Austrittsöffnung, insbesondere während des Austritts des Strangs von Baustoff, variabel, insbesondere kontinuierlich, einstellbar bzw. verstellbar, insbesondere beweglich, ausgebildet bzw. konfiguriert bzw. gelagert, insbesondere in mindestens zwei verschiedene Einstellungen. Dies ermöglicht zusätzliche Freiheiten, insbesondere der Formgebung, des Öffnungsquerschnitts und somit, insbesondere der Formgebung, des Strangquerschnitts. Insbesondere kann mindestens eine der Umfangswände plan bzw. eben und/oder ein Blech sein. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens eine der, insbesondere einstellbaren, Umfangswände relativ zu den anderen Umfangswänden und/oder dem, insbesondere mindestens einen, Abdeckelement beweglich sein, insbesondere in/entgegen der ersten Umfangsrichtung und/oder der zweiten Umfangsrichtung. Weiter zusätzlich oder alternativ kann mindestens eine der, insbesondere einstellbaren, Umfangswände werkzeugfrei variabel einstellbar ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Extruderdüse, insbesondere die, mindestens eine Umfangswand auf. Eine Ausdehnung bzw. Erstreckung der Extrudervorrichtung in einer, insbesondere vertikalen, Richtung, insbesondere entgegen der zweiten Umfangsrichtung, insbesondere nach unten, ist durch die Umfangswand definiert bzw. begrenzt. Die Austrittsöffnung ist umfangsseitig, insbesondere mindestens teilweise, insbesondere in der Richtung, insbesondere nach unten, durch die Umfangswand definiert bzw. begrenzt. Zusätzlich oder alternativ ist eine Ausdehnung der Extrudervorrichtung in einer, insbesondere horizontalen, Richtung, insbesondere in Austrittsrichtung, insbesondere nach vorne, durch das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement definiert bzw. begrenzt.
Zusätzlich oder alternativ weist die Extrudervorrichtung eine Umlenkeinrichtung bzw. ein Umlenkelement auf. Die Umlenkeinrichtung ist flussaufwärts der Austrittsöffnung, insbesondere der Extruderdüse, angeordnet und zur Umlenkung von einem Fluss von Baustoff, insbesondere von einer nicht-horizontalen, insbesondere vertikalen, Richtung, insbesondere entgegen der zweiten Umfangsrichtung, insbesondere von oben nach unten, in Richtung, insbesondere in Austrittsrichtung, insbesondere von hinten nach vorne, der Austrittsöffnung ausgebildet bzw. konfiguriert.
Dies, insbesondere die durch die Umfangswand definierte Ausdehnung, ermöglicht die Extrusion des Strangs, insbesondere in der horizontalen Austrittsrichtung, relativ nah, insbesondere vertikal, über einem bereits extrudierten Strang, insbesondere ohne diesen zu beschädigen, und somit ein Ablegen des ausgetretenen Strangs aus relativ niedriger Höhe.
Dies, insbesondere die durch das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement definierte Ausdehnung, ermöglicht eine, insbesondere saubere bzw. glatte, Abtrennung und/oder ein, insbesondere sauberes, Ablegen des ausgetretenen Strangs und/oder einen, insbesondere sauberen bzw. glatten, Anschluss des Strangs an einen bereits extrudierten Strang, insbesondere ohne diesen zu beschädigen.
Dies, insbesondere die Umlenkeinrichtung, ermöglicht den horizontalen Austritt.
Insbesondere kann die, mindestens eine, Umfangswand plan bzw. eben und/oder ein Blech sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement zur Abdeckung des, insbesondere mindestens einen, Teils der Austrittsöffnung derart ausgebildet bzw. konfiguriert, dass der Öffnungsquerschnitt mindestens zweigeteilt mit einer Unterbrechung ist, insbesondere in einer, insbesondere horizontalen, Richtung, insbesondere in der ersten Umfangsrichtung. In anderen Worten: mindestens zwei, insbesondere durch das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement voneinander getrennte, Teile der Austrittsöffnung können unabgedeckt sein. Dies ermöglicht Kanäle im Inneren des Bauwerkteils, insbesondere der Wand, zu erzeugen, sodass Leitungen unsichtbar verlegt werden können. Insbesondere kann die Unterbrechung vollständig über die, insbesondere maximale, Öffnungshöhe sein. Das erfindungsgemäße Extrudersystem ist zur Extrusion von einem, insbesondere dem, Strang von Baustoff zum 3D-Druck von einem, insbesondere dem, Bauwerksteil ausgebildet bzw. konfiguriert. Das Extrudersystem weist eine, insbesondere die, Extrudervorrichtung wie zuvor beschrieben auf.
Zusätzlich weist das erfindungsgemäße Extrudersystem eine, insbesondere ansteuerbare, Bewegungsvorrichtung auf. Die Bewegungsvorrichtung ist zur, insbesondere automatischen, mindestens translatorischen Bewegung der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse und des, insbesondere mindestens, einen Abdeckelements, insbesondere während des Austritts des Strangs von Baustoff, ausgebildet bzw. konfiguriert. Insbesondere kann die Bewegungsvorrichtung als Positionierungsvorrichtung bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Bewegungsvorrichtung einen Bewegungs- bzw. Roboterarm bzw. einen Mast aufweisen oder sein. Zusätzlich oder alternativ können/kann die Bewegungsvorrichtung und/oder die Extrudervorrichtung zur, insbesondere automatischen, rotatorischen Bewegung der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse und des, insbesondere mindestens, einen Abdeckelements, insbesondere während des Austritts des Strangs von Baustoff, ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Bewegungsvorrichtung zur Bewegung der Extrudervorrichtung in einer, insbesondere nicht-vertikalen, insbesondere horizontalen, Bewegungsrichtung ausgebildet bzw. konfiguriert. Die Extrudervorrichtung ist zum Austritt des Strangs von Baustoff aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, insbesondere der Austrittsöffnung, heraus in einer zu der Bewegungsrichtung nicht orthogonalen, insbesondere umgekehrten, insbesondere entgegengesetzten, Austrittsrichtung, insbesondere während der Bewegung, ausgebildet bzw. konfiguriert.
Zusätzlich oder alternativ ist das Extrudersystem, insbesondere die Extrudervorrichtung, zum Austritt des Strangs von Baustoff aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, insbesondere der Austrittsöffnung, heraus mit einer, insbesondere variabel, insbesondere kontinuierlich, einstellbaren bzw. verstellbaren, Austrittsgeschwindigkeit ausgebildet bzw. konfiguriert. Die Bewegungsvorrichtung ist zur Bewegung der Extrudervorrichtung mit einer der Austrittsgeschwindigkeit etwa gleichenden Bewegungsgeschwindigkeit, insbesondere während des Austritts, ausgebildet bzw. konfiguriert.
Dies ermöglicht, insbesondere die etwa gleichen Bewegungsgeschwindigkeiten, ermöglichen, dass der ausgetretene und/oder abgelegte Strang seinen, insbesondere dem Öffnungsquerschnitt entsprechenden, insbesondere gleichenden, Strangquerschnitt beibehalten kann.
Insbesondere kann umgekehrt minimal 135 Grad (°), insbesondere minimal 150 °, insbesondere 165 ° bedeuten. Zusätzlich oder alternativ kann entgegengesetzt 180 ° bedeuten. Weiter zusätzlich oder alternativ kann etwa einen Unterschied bzw. eine Abweichung von maximal 5 Prozent (%), insbesondere von maximal 2 %, insbesondere von maximal 1 %, bedeuten.
Zusätzlich oder alternativ weist das erfindungsgemäße Extrudersystem eine, insbesondere ansteuerbare, Baustoffpumpe auf. Die Baustoffpumpe ist zur, insbesondere automatischen, Förderung von Baustoff aus der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, insbesondere der Austrittsöffnung, heraus ausgebildet bzw. konfiguriert. Insbesondere kann das Extrudersystem eine Baustoffförderleitung aufweisen, wobei die Baustoffförderleitung die Baustoffpumpe mit der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, für einen Fluss von Baustoff von der Baustoffpumpe durch die Baustoffförderleitung hindurch zu der Extrudervorrichtung, insbesondere der Extruderdüse, verbinden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Baustoffpumpe diskontinuierlich sein, insbesondere eine Kolbenpumpe, insbesondere eine Zweikolbenpumpe, insbesondere mit einer Rohrweiche.
Zusätzlich oder alternativ weist das erfindungsgemäße Extrudersystem, insbesondere mindestens, eine, insbesondere ansteuerbare und/oder elektrische, Einstellvorrichtung bzw. Verstellvorrichtung auf. Die, insbesondere mindestens eine, Einstellvorrichtung ist zur, insbesondere automatischen, variablen, insbesondere kontinuierlichen, Einstellung bzw. Verstellung des, insbesondere mindestens einen und/oder variabel einstellbar ausgebildeten, Abdeckelements und/oder der, insbesondere mindestens einen und/oder variabel einstellbar ausgebildeten, Umfangswand ausgebildet bzw. konfiguriert. Insbesondere kann die Extrudervorrichtung die, insbesondere mindestens eine, Einstellvorrichtung aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die, insbesondere mindestens eine, Einstellvorrichtung mindestens einen, insbesondere elektrischen und/oder hydraulischen und/oder pneumatischen, Einstellmotor und/oder mindestens einen, insbesondere mechanischen, Einstellantrieb aufweisen oder sein.
Zusätzlich oder alternativ weist das erfindungsgemäße Extrudersystem eine, insbesondere ansteuerbare und/oder elektrische, Rüttelvorrichtung auf. Die Rüttelvorrichtung ist zum, insbesondere automatischen, Rütteln bzw. Anregen des, insbesondere mindestens einen, Abdeckelements ausgebildet bzw. konfiguriert. Dies ermöglicht ein Lösen bzw. Verdrängen von Steinen im Beton, insbesondere hinter dem, insbesondere mindestens einen, Abdeckelement, und somit eine Gefahr des Blockierens durch Steine im Beton, insbesondere hinter dem, insbesondere mindestens einen, Abdeckelement, zu reduzieren oder sogar zu vermeiden, insbesondere zur Abtrennung. Insbesondere kann die Extrudervorrichtung die Rüttelvorrichtung aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Rüttelvorrichtung einen Exzenter und/oder eine Ultraschallquelle aufweisen oder sein. Weiter zusätzlich oder alternativ kann die Rüttelvorrichtung von der, insbesondere mindestens einen, Einstellvorrichtung verschieden sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Extrudersystem eine, insbesondere elektrische, Steuereinrichtung, insbesondere einen Computer, auf. Die Steuereinrichtung ist zur, insbesondere automatischen und/oder selbstständigen, Ansteuerung der, insbesondere ansteuerbaren, Bewegungsvorrichtung und/oder der, insbesondere ansteuerbaren, Baustoffpumpe und/oder der, insbesondere mindestens einen, insbesondere ansteuerbaren, Einstellvorrichtung und/oder der, insbesondere ansteuerbaren, Rüttelvorrichtung in Abhängigkeit von Daten, insbesondere einem Bau- bzw. Konstruktionsplan, insbesondere in einem Speicher der Steuereinrichtung, des zu druckenden Bauwerkteils ausgebildet bzw. konfiguriert. Dies ermöglicht, dass ein Arbeiter das Extrudersystem nicht anzusteuern braucht und/oder Fehler beim Bau zu reduzieren oder sogar zu vermeiden.
Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer, insbesondere der, Extrudervorrichtung und/oder eines, insbesondere des, Extrudersystems wie zuvor beschrieben zur Extrusion von einem, insbesondere dem, Strang von Baustoff zum 3D-Druck von einem, insbesondere dem, Bauwerksteil.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Extrudersystems mit einer erfindungsgemäßen Extrudervorrichtung,
Fig. 2 eine weitere Perspektivansicht des Extrudersystems mit der
Extrudervorrichtung der Fig. 1 , Fig. 3 eine Vorderansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der
Fig. 1 mit mindestens einem Abdeckelement in einer ersten Einstellung und mindestens einer Umfangswand in einer ersten Einstellung,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der
Fig. 3,
Fig. 5 eine Vorderansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der
Fig. 1 mit dem mindestens einen Abdeckelement in einer zweiten Einstellung und der mindestens einen Umfangswand in einer zweiten Einstellung,
Fig. 6 eine Perspektivansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der Fig. 5,
Fig. 7 eine Vorderansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der
Fig. 1 mit dem mindestens einen Abdeckelement in einer dritten Einstellung und der mindestens einen Umfangswand in der zweiten Einstellung,
Fig. 8 eine Seitenansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der
Fig. 7,
Fig. 9 eine Perspektivansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der Fig. 1 ohne Abdeckelement, ohne eine obere Umfangswand und ohne Schlauch,
Fig. 10 eine Perspektivansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der Fig. 1 ohne Abdeckelement und mit einer aufgeklappten oberen Umfangswand und einer aufgeklappten unteren Umfangswand und mit einem Schlauch,
Fig. 11 eine Perspektivansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der Fig. 1 und einer Bewegungsvorrichtung,
Fig. 12 eine Perspektivansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der Fig. 1 und einer Baustoffpumpe, insbesondere während einer erfindungsgemäßen Verwendung, Fig. 13-16 unter erfindungsgemäßer Verwendung einer erfindungsgemäßen Extrudervorrichtung und/oder eines erfindungsgemäßen Extrudersystems 3D-gedruckte Bauwerksteile aus extrudierten Strängen von Baustoff,
Fig. 17 eine Perspektivansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
Extrudersystems mit einer weiteren erfindungsgemäßen Extrudervorrichtung,
Fig. 18 eine Seitenansicht des Extrudersystems mit der Extrudervorrichtung der
Fig. 17, und
Fig. 19 eine Perspektivansicht eines nochmals weiteren erfindungsgemäßen
Extrudersystems mit einer nochmals weiteren erfindungsgemäßen Extrudervorrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFUHRUNGSBEISPIELE
Fig. 1 bis 12 und 17 bis 19, insbesondere jeweils, zeigen ein erfindungsgemäßes Extrudersystem 20 aufweisend eine erfindungsgemäße Extrudervorrichtung 1 zur Extrusion von einem Strang ST von Baustoff BS zum 3D-Druck von einem Bauwerksteil BWT. Die Extrudervorrichtung 1 weist eine Extruderdüse 5 und mindestens ein Abdeckelement 8, 8a, 8b auf. Die Extruderdüse 5 weist eine, insbesondere rechteckförmige, Austrittsöffnung 2 zum Austritt des Strangs ST von Baustoff BS aus der Extrudervorrichtung 1 heraus auf. Das, insbesondere mindestens eine, Abdeckelement 8, 8a, 8b ist zur Abdeckung mindestens eines Teils 2a der Austrittsöffnung 2 derart ausgebildet, dass ein Öffnungsquerschnitt 3 mindestens eines unabgedeckten Teils 2b der Austrittsöffnung 2 einen Strangquerschnitt 4 des ausgetretenen Strangs ST von Baustoff BS vorgibt.
Im in den in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Extrudervorrichtung 1 , insbesondere genau, zwei, insbesondere rechteckförmige, Abdeckelemente 8a, 8b auf. Im in den in Fig. 17 und 18 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Extrudervorrichtung 1 , insbesondere genau, ein, insbesondere rechteckförmiges, Abdeckelement 8 auf. In alternativen Ausführungsbeispielen kann die Extrudervorrichtung mindestens drei Abdeckelemente aufweisen.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b zur variabel einstellbaren Abdeckung der Austrittsöffnung 2 zur variablen Einstellung des Öffnungsquerschnitts 3 zur variablen Einstellung des Strangquerschnitts 4, insbesondere während des Austritts des Strangs ST von Baustoff BS, variabel einstellbar ausgebildet, insbesondere relativ zu der Austrittsöffnung 2 bzw. der Extruderdüse 5 beweglich, insbesondere in/entgegen einer ersten Umfangsrichtung y und/oder zweiten Umfangsrichtung z.
Im Detail ist das mindestens eine Abdeckelement 8. 8a, 8b zur Abtrennung, insbesondere zur Abschneidung, des ausgetretenen Strangs ST von Baustoff BS von der Extrudervorrichtung 1 , insbesondere an der Austrittsöffnung 2, variabel einstellbar ausgebildet.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b ein Schneidblech bzw. eine Klinge 8K, 8aK, 8bK auf.
Des Weiteren ist in dem in den in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel das mindestens eine Abdeckelement 8a, 8b zur Abdeckung des mindestens einen Teils 2a der Austrittsöffnung 2 derart ausgebildet, dass der Öffnungsquerschnitt 3 mindestens zweigeteilt mit einer Unterbrechung 3U ist, insbesondere in einer, insbesondere horizontalen, Richtung, insbesondere in der ersten Umfangsrichtung y.
Außerdem ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b zur, insbesondere variabel einstellbaren, Anordnung an der Austrittsöffnung 2, insbesondere in Berührung mit der Extruderdüse 5, ausgebildet.
In einer in Fig. 1 bis 4 gezeigten ersten Einstellung sind die zwei Abdeckelemente 8a, 8b an der Austrittsöffnung 2 angeordnet und decken einen, insbesondere inneren und/oder rechteckförmigen, Teil 2a der Austrittsöffnung 2 derart ab, dass der Öffnungsquerschnitt 3, insbesondere rechteckförmig und, zweigeteilt mit einer, insbesondere rechteckförmigen, Unterbrechung 3U ist, insbesondere in der ersten Umfangsrichtung y. In anderen Worten: zwei, insbesondere äußere und/oder durch die zwei Abdeckelemente 8a, 8b voneinander getrennte, Teile 2b der Austrittsöffnung 2 sind unabgedeckt. Im Detail überlappen bzw. sind die Abdeckelemente 8a, 8b in einer Austrittsrichtung x übereinander geschoben. Somit gibt der zweigeteilte, insbesondere rechteckförmige, Öffnungsquerschnitt 3 mit der, insbesondere rechteckförmigen, Unterbrechung 3U den zweigeteilten, insbesondere rechteckförmigen, Strangquerschnitt 4 mit einer, insbesondere rechteckförmigen, Unterbrechung 4U des ausgetretenen Strangs ST von Baustoff BS vor.
In einer in Fig. 5 und 6 gezeigten, insbesondere von der ersten verschiedenen, zweiten Einstellung sind die zwei Abdeckelemente 8a, 8b an der Austrittsöffnung 2 angeordnet und decken zwei, insbesondere äußere und/oder rechteckförmige, Teile 2a der Austrittsöffnung 2 derart ab, dass der Öffnungsquerschnitt 3, insbesondere rechteckförmig und, schmal ist, insbesondere in der ersten Umfangsrichtung y. In anderen Worten: ein, insbesondere innerer, Teil 2b der Austrittsöffnung 2 ist unabgedeckt. Somit gibt der schmale, insbesondere rechteckförmige, Öffnungsquerschnitt 3 den schmalen, insbesondere rechteckförmigen, Strangquerschnitt 4 des ausgetretenen Strangs ST von Baustoff BS vor. Zusätzlich oder alternativ wird durch Bewegung von/zu der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Einstellung zu/von der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Einstellung der zwei Abdeckelemente 8a, 8b, insbesondere in/entgegen der ersten Umfangsrichtung y, der ausgetretene Strang ST von Baustoff BS von der Extrudervorrichtung 1 abgetrennt.
In einer in Fig. 7 und 8 gezeigten, insbesondere von der ersten und zweiten verschiedenen, dritten Einstellung sind die zwei Abdeckelemente 8a, 8b nicht an der Austrittsöffnung 2 angeordnet und decken keinen Teil der Austrittsöffnung 2 ab bzw. die Austrittsöffnung 2 ist unabgedeckt. In anderen Worten: die zwei Abdeckelemente 8a, 8b sind in der zweiten Umfangsrichtung z angehoben. Somit gibt die, insbesondere rechteckförmige, Austrittsöffnung 2 den Strangquerschnitt 4 des ausgetretenen Strangs ST von Baustoff BS vor.
In einer in Fig. 17 und 18 gezeigten Einstellung ist das Abdeckelement 8 an der Austrittsöffnung 2 angeordnet und deckt die Austrittsöffnung 2 vollständig ab. Insbesondere wird durch Bewegung von einer Einstellung, in welcher das Abdeckelement 8 nicht an der Austrittsöffnung 2 angeordnet ist und keinen Teil der Austrittsöffnung 2 abdeckt bzw. in welcher das Abdeckelement 8 in der zweiten Umfangsrichtung z angehoben ist, zu der in den Fig. 17 und 18 gezeigten Einstellung, insbesondere entgegen der zweiten Umfangsrichtung -z, der ausgetretene Strang ST von Baustoff BS von der Extrudervorrichtung 1 abgetrennt.
Weiter gibt die Extruderdüse 5 eine, insbesondere horizontale, Austrittsrichtung x des Strangs ST von Baustoff BS aus der Extrudervorrichtung 1 heraus vor. Das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b weist mindestens eine Abdeckfläche 8F, 8aF, 8bF zur teilweisen Abdeckung der Austrittsöffnung 2 auf. Die mindestens eine Abdeckfläche 8F, 8aF, 8bF ist zur nicht-parallelen, insbesondere zur orthogonalen, Ausrichtung zu der Austrittsrichtung x ausgebildet.
Zudem weist die Extruderdüse 5 mehrere, in den gezeigten Ausführungsbeispielen vier, Umfangswände 7a, 7b, 7c, 7d auf. Die Umfangswände 7a, 7b, 7c, 7d definieren die Austrittsöffnung 2 umfangsseitig. Des Weiteren sind mindestens, in den gezeigten Ausführungsbeispielen genau, zwei der Umfangswände 7a, 7b zur variablen Anordnung zueinander zur variablen Einstellung der Austrittsöffnung 2, insbesondere während des Austritts des Strangs ST von Baustoff BS, variabel einstellbar ausgebildet.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind eine linke Umfangswand 7a und eine rechte Umfangswand 7b, insbesondere jeweils, zur variablen Einstellung einer Öffnungsbreite BO der Austrittsöffnung 2 variabel einstellbar ausgebildet, insbesondere beweglich in/entgegen der ersten Umfangsrichtung y. Zusätzlich oder alternativ können in alternativen Ausführungsbeispielen eine untere Umfangswand und/oder eine obere Umfangswand, insbesondere jeweils, zur variablen Einstellung einer Öffnungshöhe der Austrittsöffnung variabel einstellbar ausgebildet sein, insbesondere beweglich in/entgegen der zweiten Umfangsrichtung.
In einer in Fig. 1 bis 4 gezeigten ersten Einstellung sind die zwei Umfangswände 7a, 7b, insbesondere jeweils, maximal außen bzw. maximal voneinander entfernt derart angeordnet, dass die Öffnungsbreite BO der Austrittsöffnung 2 maximal bzw. breit eingestellt ist, in den gezeigten Ausführungsbeispielen 400 mm.
In einer in Fig. 5 bis 8 gezeigten, insbesondere von der ersten verschiedenen, zweiten Einstellung sind die zwei Umfangswände 7a, 7b, insbesondere jeweils, maximal innen bzw. minimal voneinander entfernt bzw. maximal zueinander nah derart angeordnet, dass die Öffnungsbreite BO der Austrittsöffnung 2 minimal bzw. schmal eingestellt ist, in den gezeigten Ausführungsbeispielen 200 mm.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist eine Öffnungshöhe HO der Austrittsöffnung 2 50 mm, insbesondere in der zweiten Umfangsrichtung z.
Im Detail weist die Extrudervorrichtung 1 einen, insbesondere um ca. Faktor 2, dehnbaren Schlauch 40 auf, wobei der dehnbare Schlauch 40 zur Abdichtung der Umfangswände 7a, 7b, 7c, 7d gegen umfangsseitigen Austritt von Baustoff BS angeordnet und ausgebildet ist, wie in Fig. 10 gezeigt.
Zusätzlich oder alternativ ist mindestens eine der Umfangswände 7c, 7d zum umfangsseitigen Aufklappen, insbesondere in/entgegen der zweiten Umfangsrichtung z ausgebildet, wie in Fig. 10 gezeigt. Dies, insbesondere das Aufklappen, ermöglicht eine einfache Montage des dehnbaren Schlauchs 40 und eine einfachen Reinigung des Extrudersystems 20, insbesondere der Extrudervorrichtung 1 , nach der Extrusion, insbesondere nach dem Betonieren. Des Weiteren ist eine Ausdehnung der Extrudervorrichtung 1 in einer, insbesondere vertikalen, Richtung, insbesondere entgegen der zweiten Umfangsrichtung -z, durch die, insbesondere untere, Umfangswand 7c definiert. Die Austrittsöffnung 2 ist umfangsseitig teilweise, insbesondere in der Richtung -z, durch die, insbesondere untere, Umfangswand 7c definiert.
Zusätzlich oder alternativ ist eine Ausdehnung der Extrudervorrichtung 1 in einer, insbesondere horizontalen, Richtung, insbesondere in Austrittsrichtung x, durch das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b definiert.
Zusätzlich oder alternativ weist die Extrudervorrichtung 1 eine Umlenkeinrichtung 9 auf. Die Umlenkeinrichtung 9 ist flussaufwärts der Austrittsöffnung 2 angeordnet und zur Umlenkung von einem Fluss von Baustoff BS, insbesondere von einem Rohrflansch, in Richtung, insbesondere in Austrittsrichtung x, der Austrittsöffnung 2 ausgebildet.
Außerdem weist das Extrudersystem 20 eine, insbesondere ansteuerbare, Bewegungsvorrichtung 22 auf, wie in Fig. 11 gezeigt. Die Bewegungsvorrichtung 22 ist zur, mindestens translatorischen Bewegung der Extrudervorrichtung 1 , insbesondere während des Austritts des Strangs ST von Baustoff BS, ausgebildet.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Bewegungsvorrichtung 22 einen Bewegungsarm auf. Zusätzlich oder alternativ sind/ist die Bewegungsvorrichtung 22 und/oder die Extrudervorrichtung 1 zur rotatorischen Bewegung der Extrudervorrichtung 1 , insbesondere während des Austritts des Strangs ST von Baustoff BS, ausgebildet. Im Detail ist die Extrudervorrichtung 1 um eine Längsachse des Rohrflanschs mittels eines, insbesondere elektrischen, Motors, und insbesondere eines Schneckenantriebs, drehbar.
Im Detail ist die Bewegungsvorrichtung 22 zur Bewegung der Extrudervorrichtung 1 in einer, insbesondere horizontalen, Bewegungsrichtung -x ausgebildet. Die Extrudervorrichtung 1 ist zum Austritt des Strangs ST von Baustoff BS aus der Extrudervorrichtung 1 heraus in der zu der Bewegungsrichtung -x nicht-orthogonalen, insbesondere entgegengesetzten, Austrittsrichtung x, insbesondere während der Bewegung, ausgebildet.
Zusätzlich oder alternativ ist das Extrudersystem 20, insbesondere die Extrudervorrichtung 1 , zum Austritt des Strangs ST von Baustoff BS aus der Extrudervorrichtung 1 heraus mit einer, insbesondere variabel einstellbaren, Austrittsgeschwindigkeit vx ausgebildet. Die Bewegungsvorrichtung 22 ist zur Bewegung der Extrudervorrichtung 1 mit einer der Austrittsgeschwindigkeit vx etwa gleichenden Bewegungsgeschwindigkeit v-x, insbesondere während des Austritts, ausgebildet.
Weiter weist das Extrudersystem 20 eine, insbesondere ansteuerbare, Baustoffpumpe 23 auf, wie in Fig.12 gezeigt. Die Baustoffpumpe 23 ist zur Förderung von Baustoff BS aus der Extrudervorrichtung 1 heraus ausgebildet.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Baustoffpumpe diskontinuierlich, insbesondere eine Kolbenpumpe. Zusätzlich oder alternativ weist das Extrudersystem 20 eine Baustoffförderleitung auf, wobei die Baustoffförderleitung die Baustoffpumpe 23 mit der Extrudervorrichtung 1 für einen Fluss von Baustoff BS von der Baustoffpumpe 23 durch die Baustoffförderleitung hindurch zu der Extrudervorrichtung 1 verbindet.
Zudem weist das Extrudersystem 20 mindestens eine, insbesondere ansteuerbare, Einstellvorrichtung 217a, 217b, 218a, 218b auf. Die mindestens eine Einstellvorrichtung 217a, 217b, 218a, 218b ist zur variablen Einstellung des mindestens einen, insbesondere variabel einstellbar ausgebildeten, Abdeckelements 8, 8a, 8b und/oder der mindestens einen, insbesondere variabel einstellbar ausgebildeten, Umfangswand 7a, 7b ausgebildet.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Extrudervorrichtung 1 die mindestens eine Einstellvorrichtung 217a, 217b, 218a, 218b auf.
Im Detail weist in Fig. 1 bis 8 die Einstellvorrichtung 218a zur Bewegung des mindestens einen Abdeckelements 8a, 8b in/entgegen der zweiten Umfangsrichtung z einen, insbesondere elektrischen, Einstellmotor 218aE und/oder einen, insbesondere mechanischen, Drehantrieb 218aD auf. Der Einstellmotor 218aE ist in der zweiten Umfangsrichtung z oberhalb der Extruderdüse 5 bzw. der Umfangswand 7d angeordnet und/oder mittels des Drehantriebs 218aD mit dem mindestens einen Abdeckelement 8a, 8b bewegungsverbunden.
Des Weiteren weist in Fig. 1 bis 8 die Einstellvorrichtung 218b zur Bewegung des mindestens einen Abdeckelements 8a, 8b in/entgegen der ersten Umfangsrichtung y einen, insbesondere elektrischen, Einstellmotor 218bE und/oder eine Bewegungsumlenkmechanik 218bU, insbesondere eine Riemenmechanik, und/oder einen, insbesondere mechanischen, Linearantrieb 218bL, insbesondere einen Gewindespindeltrieb, auf. Der Einstellmotor 218 bE ist in der zweiten Umfangsrichtung z oberhalb der Extruderdüse 5 bzw. der Umfangswand 7d angeordnet und/oder mittels der Bewegungsumlenkmechanik 218bU und/oder des Linearantriebs 218bL mit dem mindestens einen Abdeckelement 8a, 8b bewegungsverbunden. lm in den in Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die zwei Abdeckelemente 8a, 8b nicht voneinander getrennt bzw. individuell bzw. separat variabel einstellbar ausgebildet. In alternativen Ausführungsbeispielen können die zwei Abdeckelemente, insbesondere jeweils, individuell variabel einstellbar ausgebildet sein.
Außerdem weist in Fig. 17 und 18 die Einstellvorrichtung 218a zur Bewegung des Abdeckelements 8 in/entgegen der zweiten Umfangsrichtung z mindestens einen, insbesondere elektrischen, Einstellmotor 218aE und/oder mindestens einen, insbesondere mechanischen, Linearantrieb 218aL, insbesondere mindestens einen Gewindespindeltrieb, auf. Der mindestens eine Einstellmotor 218aE ist in der zweiten Umfangsrichtung z oberhalb der Extruderdüse 5 bzw. der Umfangswand 7d angeordnet und/oder mittels des mindestens einen Linearantriebs 218aL mit dem Abdeckelement 8 bewegungsverbunden.
Weiter weist in Fig. 1 bis 9 die mindestens eine Einstellvorrichtung 217a, 217b zur Bewegung der mindestens einen Umfangswand 7a, 7b in/entgegen der ersten Umfangsrichtung y mindestens einen, insbesondere elektrischen, Einstellmotor 217aE, 217bE und/oder mindestens eine Bewegungsumlenkmechanik 217aU, 217bU, insbesondere eine
Hebelmechanik, und/oder mindestens einen, insbesondere mechanischen, Linearantrieb 217aL, 217bL, insbesondere mindestens einen Gewindespindeltrieb, auf. Der mindestens eine Einstellmotor 217aE, 217bE ist in der zweiten Umfangsrichtung z oberhalb der Extruderdüse 5 bzw. der Umfangswand 7d, insbesondere quer, angeordnet und/oder mittels der mindestens einen Bewegungsumlenkmechanik 217aU, 217bU und/oder des mindestens einen
Linearantriebs 217aL, 217bL mit der mindestens einen Umfangswand 7a, 7b bewegungsverbunden.
Zudem weist in Fig. 19 die mindestens eine Einstellvorrichtung 217a, 217b zur Bewegung der mindestens einen Umfangswand 7a, 7b in/entgegen der ersten Umfangsrichtung y mindestens einen, insbesondere elektrischen, Einstellmotor 217aE, 217bE und/oder mindestens eine Bewegungsumlenkmechanik 217aU, 217bU, insbesondere eine Hebelmechanik, und/oder mindestens einen, insbesondere mechanischen, Linearantrieb 217aL, 217bL, insbesondere mindestens einen Gewindespindeltrieb, auf. Der mindestens eine Einstellmotor 217aE, 217bE ist in/entgegen der ersten Umfangsrichtung y seitlich der Extruderdüse 5 bzw. der mindestens einen Umfangswand 7a, 7b, insbesondere längs, angeordnet und/oder mittels der mindestens einen Bewegungsumlenkmechanik 217aU, 217bU und/oder des mindestens einen
Linearantriebs 217aL, 217bL mit der mindestens einen Umfangswand 7a, 7b bewegungsverbunden. Insbesondere weist die Extruderdüse 5 von der Austrittsöffnung 2, insbesondere bei maximaler Öffnungsbreite BO, entgegen der Austrittrichtung -x eine Verjüngung 5V in/entgegen der ersten Umfangsrichtung y auf, wobei der mindestens eine Einstellmotor 271 aE, 217bE seitlich der Extruderdüse 5 bei der Verjüngung 5V angeordnet ist.
Im in den in Fig. 1 bis 9 und Fig. 19, insbesondere jeweils, gezeigten Ausführungsbeispiel sind die zwei Umfangswände, 7a, 7b, insbesondere jeweils, voneinander getrennt bzw. individuell bzw. separat variabel einstellbar ausgebildet. In alternativen Ausführungsbeispielen können die zwei Umfangswände nicht voneinander getrennt variabel einstellbar ausgebildet sein.
Des Weiteren weist das Extrudersystem 20 eine, insbesondere ansteuerbare, Rüttelvorrichtung 25 auf, wie in Fig. 17 und 18 gezeigt. Die Rüttelvorrichtung 25 ist zum Rütteln des Abdeckelements 8 ausgebildet.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Extrudervorrichtung 1 die Rüttelvorrichtung 25 auf. Zusätzlich oder alternativ ist die Rüttelvorrichtung 25 ein Exzenter.
Außerdem weist das Extrudersystem 20, insbesondere die Extrudervorrichtung 1 , eine Anzahl von, insbesondere ansteuerbaren, Einspritzdüsen, insbesondere getakteten Hochdruckdüsen mit einem Druck größer 10 bar, insbesondere größer 100 bar, auf. Die Einspritzdüsen sind zum Einspritzen, insbesondere zum Beimischen bzw. Einbringen, von einem Zusatzstoff, insbesondere Betonbeschleuniger, insbesondere direkt, in den Baustoff BS hinein vor dem Austritt ausgebildet. Dies, insbesondere der hohe Druck, ermöglicht den Zusatzstoff weit zu verteilen, so dass kein weiteres Mischorgan notwendig sein braucht. Im Detail ist die Anzahl von Einspritzdüsen in der zweiten Umfangsrichtung z oberhalb der Extruderdüse 5 bzw. der Umfangswand 7d und/oder entgegen der Austrittsrichtung -x hinter der Extruderdüse 5, und insbesondere der Umlenkeinrichtung 9, angeordnet. Dies, insbesondere die Anordnung, ermöglicht, bei Pumppausen bzw. Unterbrechungen des Druckprozesses eine möglichst geringe Menge an aktiviertem Baustoff, insbesondere Beton, in dem Extrudersystem 20, insbesondere der Extrudervorrichtung 1 , zu haben bzw. entsorgen zu müssen.
Weiter weist das Extrudersystem 20 eine Steuereinrichtung 24 auf. Die Steuereinrichtung 24 ist zur, insbesondere automatischen, Ansteuerung der, insbesondere ansteuerbaren, Bewegungsvorrichtung 22 und/oder der, insbesondere ansteuerbaren, Baustoffpumpe 23 und/oder der mindestens einen, insbesondere ansteuerbaren, Einstellvorrichtung 217a, 217b, 218a, 218b und/oder der, insbesondere ansteuerbaren, Rüttelvorrichtung 25, und insbesondere der Anzahl von, insbesondere ansteuerbaren, Einspritzdüsen, in Abhängigkeit von Daten DBWT des zu druckenden Bauwerkteils BWT ausgebildet. Zudem ist das Extrudersystem 20, insbesondere die Extrudervorrichtung 1 , zum Ablegen des ausgetretenen Strangs ST derart ausgebildet, dass der, insbesondere abgelegte, Strang ST seinen Strangquerschnitt 4 beibehält, insbesondere des ausgetretenen Strangs ST.
Des Weiteren kann der Strang ST, insbesondere schichtweise, auf einem bereits extrudierten Strang ST abgelegt werden und/oder auf dem Strang ST kann, insbesondere schichtweise, ein weiterer Strang ST abgelegt werden, wie in Fig. 13 bis 16 gezeigt.
Insbesondere zeigen Fig. 12 bis 16 eine erfindungsgemäße Verwendung der Extrudervorrichtung 1 und/oder des Extrudersystems 20 zur Extrusion von dem Strang ST von Baustoff BS zum 3D-Druck von dem Bauwerksteil BWT bzw. mittels der Extrudervorrichtung 1 und/oder des Extrudersystems 20 3D-gedruckte Bauwerksteile BWT aus extrudierten Strängen ST von Baustoff BS.
Im Detail kann der in Fig. 13 a) unten und oben, b) unten und oben, d) unten, e) unten und oben, Fig. 14 a), b) unten und oben, c) unten und oben, d) unten und e) unten und mittig und Fig. 15 a) unten und oben und b) unten und oben, insbesondere jeweils, gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 durch das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b nicht an der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 angeordnet bzw. keinen Teil der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 abdeckend und durch die, insbesondere unabgedeckte, rechteckförmige Austrittsöffnung 2 mit den Umfangswänden 7a, 7b, insbesondere jeweils, maximal außen bzw. mit maximaler Öffnungsbreite BO vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 13 a) mittig und c) mittig, insbesondere jeweils, gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 kann durch das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b nicht an der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 angeordnet bzw. keinen Teil der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 abdeckend und durch die, insbesondere unabgedeckte, rechteckförmige Austrittsöffnung 2 mit der Umfangswand 7a maximal außen bzw. links und der Umfangswand 7b maximal innen bzw. links oder durch ein rechteckförmiges Abdeckelement einen rechten bzw. äußeren Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 13 d) oben gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 kann durch das mindestens eine Abdeckelement 8, 8a, 8b nicht an der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 angeordnet bzw. keinen Teil der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 abdeckend und durch die, insbesondere unabgedeckte, rechteckförmige Austrittsöffnung 2 mit den Umfangswänden 7a, 7b, insbesondere jeweils, maximal innen oder durch rechteckförmige Abdeckelemente einen rechten Teil 2a und einen linken Teil 2a bzw. äußere Teile 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 13 b) mittig gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 mit einem Halbkreisausschnitt kann durch ein halbkreisförmiges Abdeckelement einen rechten bzw. äußeren Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 13 c) unten und oben, insbesondere jeweils, gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 mit einem Trapez- bzw. Dreieckausschnitt kann durch ein, insbesondere jeweiliges, trapez- oder dreieckförmiges Abdeckelement einen rechten bzw. äußeren Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 13 d) mittig gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 mit Trapez- bzw. Dreieckausschnitten kann durch trapez- oder dreieckförmige Abdeckelemente einen rechten Teil 2a und einen linken Teil 2a bzw. äußere Teile 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 13 e) mittig gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 mit einem Trapez- bzw. Dreieckausschnitt kann durch ein trapez- oder dreieckförmiges Abdeckelement einen oberen bzw. äußeren Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 14 c) mittig, d) mittig und oben und e) oben, insbesondere jeweils, gezeigte rechteckförmige zweigeteilte Strangquerschnitt 4 mit rechteckförmiger Unterbrechung 4U kann durch mindestens ein rechteckförmiges Abdeckelement einen mittigen bzw. inneren Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 14 b) mittig gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 kann durch mindestens ein rechteckförmiges Abdeckelement einen rechten bzw. äußeren Teil 2a und einen mittigen bzw. inneren Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO oder durch mindestens ein rechteckförmiges Abdeckelement einen mittigen bzw. inneren Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit der Umfangswand 7a maximal außen bzw. links und der Umfangswand 7b maximal innen bzw. links abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Der in Fig. 15 a) mittig und b) mittig, insbesondere jeweils, gezeigte rechteckförmige Strangquerschnitt 4 mit Kammausschnitten kann durch, insbesondere jeweilige, kammförmige Abdeckelemente einen rechten Teil 2a und einen linken Teil 2a der rechteckförmigen Austrittsöffnung 2 mit maximaler Öffnungsbreite BO abdeckend vorgegeben werden bzw. ist vorgegeben.
Somit kann ein Übergang zwischen zwei Dicken eines Bauwerkteils bzw. einer Wand BWT ohne Absätze gestaltet werden bzw. sein, wie in Fig. 13 c) und d) gezeigt.
Zusätzlich oder alternativ kann ein nicht-vertikales bzw. nicht-senkrechtes Bauwerkteil bzw. eine nicht-vertikale Wand BWT mit einem Übergang zu einem vertikalen bzw. senkrechten Abschnitt hergestellt werden, wie in Fig. 13 e) gezeigt.
Zusätzlich oder alternativ kann ein Strang bzw. eine Schicht bzw. eine Lage ST eines Bauwerkteils bzw. einer Wand BWT schmaler ausgeführt werden, insbesondere zur Entstehung eines horizontalen Kanals für beispielsweise eine Stromleitung, wie in Fig. 13 a) gezeigt.
Zusätzlich oder alternativ können Schlitze vertikal bzw. senkrecht in einem Strang bzw. einer Schicht bzw. einer Lage ST und horizontal bzw. waagerecht an einer Außenseite des Strangs ST hergestellt werden, wie in Fig. 13 b) und Fig. 14, insbesondere b) bis e) gezeigt. Insbesondere können somit zwei mit Stegen verbundene schmale bzw. dünne Bauwerksteile bzw. Wände BWT mit einem Durchgang erzeugt werden um den Zwischenraum später mit Dämmmaterial zu füllen oder Installationsleitungen unterzubringen. Insbesondere können die Strangquerschnitte 4 der Fig. 14 c), d) und e), insbesondere in dieser Reihenfolge, in und/oder entgegen der Austrittsrichtung x angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können somit offene Strangquerschnitte 4 zur Erzeugung eines Medienkanals hergestellt werden. Insbesondere können die Strangquerschnitte 4 der Fig. 14 a), b), c) und b), insbesondere in dieser Reihenfolge, in und/oder entgegen der Austrittsrichtung x angeordnet sein.
Weiter zusätzlich oder alternativ kann auf den Strängen ST, die nicht vollständig über die maximale Öffnungsbreite BO sind, eine Stützstruktur, wie z.B: ein Gitter, zum Ermöglichen des Ablegens von mindestens einem weiteren Strang ST angeordnet werden und/oder sein. Dies kann ermöglichen, ein Absacken von weichem Baustoff in den Raum, insbesondere Hohlraum, nach unten zu vermeiden. Zusätzlich oder alternativ kann somit ein Bauwerksteil mit einer dekorativen Oberfläche hergestellt werden, wie in Fig. 15 gezeigt.
Zusätzlich oder alternativ kann somit eine Oberfläche eines Bauwerkteils bzw. einer Wand BWT einen QR-Code aufweisen, wie in Fig. 16 gezeigt. Insbesondere kann ein Strang ST für dunkle Stellen aufgeraut oder schmaler ausgebildet werden.
Wie die gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung eine vorteilhafte Extrudervorrichtung zur Extrusion von einem Strang von Baustoff zum 3D-Druck von einem Bauwerksteil bereit, die verbesserte Eigenschaften aufweist, insbesondere mehr Freiheiten ermöglicht. Des Weiteren stellt die Erfindung ein Extrudersystem mit einer solchen Extrudervorrichtung und eine Verwendung einer solchen Extrudervorrichtung und/oder eines solchen Extrudersystems bereit.

Claims

Patentansprüche
1. Extrudervorrichtung (1) zur Extrusion von einem Strang (ST) von Baustoff (BS) zum 3D- Druck von einem Bauwerksteil (BWT), wobei die Extrudervorrichtung (1) aufweist:
eine Extruderdüse (5), wobei die Extruderdüse (5) eine Austrittsöffnung (2) zum Austritt des Strangs (ST) von Baustoff (BS) aus der Extrudervorrichtung (1) heraus aufweist, und mindestens ein Abdeckelement (8, 8a, 8b), wobei das mindestens eine Abdeckelement (8, 8a, 8b) zur Abdeckung mindestens eines Teils (2a) der Austrittsöffnung (2) derart ausgebildet ist, dass ein Öffnungsquerschnitt (3) mindestens eines unabgedeckten Teils (2b) der Austrittsöffnung (2) einen Strangquerschnitt (4) des ausgetretenen Strangs (ST) von Baustoff (BS) vorgibt.
2. Extrudervorrichtung (1) nach Anspruch 1 ,
wobei das mindestens eine Abdeckelement (8, 8a, 8b) zur variabel einstellbaren Abdeckung der Austrittsöffnung (2) zur variablen Einstellung des Öffnungsquerschnitts (3) zur variablen Einstellung des Strangquerschnitts (4), insbesondere während des Austritts des Strangs (ST) von Baustoff (BS), variabel einstellbar ausgebildet ist.
3. Extrudervorrichtung (1) nach Anspruch 2,
wobei das mindestens eine Abdeckelement (8, 8a, 8b) zur Abtrennung, insbesondere zur Abschneidung, des ausgetretenen Strangs (ST) von Baustoff (BS) von der Extrudervorrichtung (1), insbesondere an der Austrittsöffnung (2), variabel einstellbar ausgebildet ist.
4. Extrudervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
wobei das mindestens eine Abdeckelement (8, 8a, 8b) zur, insbesondere variabel einstellbaren, Anordnung an der Austrittsöffnung (2), insbesondere in Berührung mit der Extruderdüse (5), ausgebildet ist.
5. Extrudervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Extruderdüse (5) eine Austrittsrichtung (x) des Strangs (ST) von Baustoff (BS) aus der Extrudervorrichtung (1) heraus vorgibt, und
wobei das mindestens eine Abdeckelement (8, 8a, 8b) mindestens eine Abdeckfläche (8F, 8aF, 8bF) zur teilweisen Abdeckung der Austrittsöffnung (2) aufweist, wobei die mindestens eine Abdeckfläche (8F, 8aF, 8bF) zur nicht-parallelen, insbesondere zur orthogonalen, Ausrichtung zu der Austrittsrichtung (x) ausgebildet ist.
6. Extrudervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Extruderdüse (5) mehrere Umfangswände (7a, 7b, 7c, 7d) aufweist, wobei die Umfangswände (7a, 7b, 7c, 7d) die Austrittsöffnung (2) umfangsseitig definieren und mindestens zwei der Umfangswände (7a, 7b) zur variablen Anordnung zueinander zur variablen Einstellung der Austrittsöffnung (2), insbesondere während des Austritts des Strangs (ST) von Baustoff (BS), variabel einstellbar ausgebildet sind.
7. Extrudervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Extruderdüse (5) mindestens eine Umfangswand (7c) aufweist, wobei eine Ausdehnung der Extrudervorrichtung (1) in einer, insbesondere vertikalen, Richtung (-z) durch die Umfangswand (7c) definiert ist und wobei die Austrittsöffnung (2) umfangsseitig teilweise durch die Umfangswand (7c) definiert ist, und/oder
wobei eine Ausdehnung der Extrudervorrichtung (1) in einer, insbesondere horizontalen, Richtung (x) durch das mindestens eine Abdeckelement (8, 8a, 8b) definiert ist, und/oder wobei die Extrudervorrichtung (1) eine Umlenkeinrichtung (9) aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung (9) flussaufwärts der Austrittsöffnung (2) angeordnet ist und zur Umlenkung von einem Fluss von Baustoff (BS) in Richtung (x) der Austrittsöffnung (2) ausgebildet ist.
8. Extrudervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das mindestens eine Abdeckelement (8a, 8b) zur Abdeckung des mindestens einen Teils (2a) der Austrittsöffnung (2) derart ausgebildet ist, dass der Öffnungsquerschnitt (3) mindestens zweigeteilt mit einer Unterbrechung (3U) ist, insbesondere in einer, insbesondere horizontalen, Richtung (y).
9. Extrudersystem (20) zur Extrusion von einem Strang (ST) von Baustoff (BS) zum 3D- Druck von einem Bauwerksteil (BWT), wobei das Extrudersystem (20) aufweist:
eine Extrudervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und
eine, insbesondere ansteuerbare, Bewegungsvorrichtung (22), wobei die Bewegungsvorrichtung (22) zur mindestens translatorischen Bewegung der Extrudervorrichtung (1), insbesondere während des Austritts des Strangs (ST) von Baustoff (BS), ausgebildet ist.
10. Extrudersystem (20) nach Anspruch 9,
wobei die Bewegungsvorrichtung (22) zur Bewegung der Extrudervorrichtung (1) in einer, insbesondere horizontalen, Bewegungsrichtung (-x) ausgebildet ist und wobei die Extrudervorrichtung (1) zum Austritt des Strangs (ST) von Baustoff (BS) aus der Extrudervorrichtung (1) heraus in einer zu der Bewegungsrichtung (-x) nicht orthogonalen, insbesondere entgegengesetzten, Austrittsrichtung (x), insbesondere während der Bewegung, ausgebildet ist, und/oder
wobei das Extrudersystem (20), insbesondere die Extrudervorrichtung (1), zum Austritt des Strangs (ST) von Baustoff (BS) aus der Extrudervorrichtung (1) heraus mit einer, insbesondere variabel einstellbaren, Austrittsgeschwindigkeit (vx) ausgebildet ist und wobei die Bewegungsvorrichtung (22) zur Bewegung der Extrudervorrichtung (1) mit einer der Austrittsgeschwindigkeit (vx) etwa gleichenden Bewegungsgeschwindigkeit (v- x), insbesondere während des Austritts, ausgebildet ist.
11. Extrudersystem (20) zur Extrusion von einem Strang (ST) von Baustoff (BS) zum 3D- Druck von einem Bauwerksteil (BWT), insbesondere nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Extrudersystem (20) aufweist:
eine Extrudervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und
eine, insbesondere ansteuerbare, Baustoffpumpe (23), wobei die Baustoffpumpe (23) zur Förderung von Baustoff (BS) aus der Extrudervorrichtung (1) heraus ausgebildet ist.
12. Extrudersystem (20) zur Extrusion von einem Strang (ST) von Baustoff (BS) zum 3D- Druck von einem Bauwerksteil (BWT), insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis
11 , wobei das Extrudersystem (20) aufweist:
eine Extrudervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere nach einem der Ansprüche 2, 3 und 6, und
mindestens eine, insbesondere ansteuerbare, Einstellvorrichtung (217a, 217b, 218a, 218b), wobei die mindestens eine Einstellvorrichtung (217a, 217b, 218a, 218b) zur variablen Einstellung des mindestens einen Abdeckelements (8, 8a, 8b) und/oder der mindestens einen Umfangswand (7a, 7b) ausgebildet ist.
13. Extrudersystem (20) zur Extrusion von einem Strang (ST) von Baustoff (BS) zum 3D- Druck von einem Bauwerksteil (BWT), insbesondere nach einem der Ansprüche 9 bis
12, wobei das Extrudersystem (20) aufweist:
eine Extrudervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und
eine, insbesondere ansteuerbare, Rüttelvorrichtung (25), wobei die Rüttelvorrichtung
(25) zum Rütteln des mindestens einen Abdeckelements (8) ausgebildet ist.
14. Extrudersystem (20) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Extrudersystem (20) aufweist: eine Steuereinrichtung (24), wobei die Steuereinrichtung (24) zur, insbesondere automatischen, Ansteuerung der Bewegungsvorrichtung (22) und/oder der Baustoffpumpe (23) und/oder der mindestens einen Einstellvorrichtung (217a, 217b, 218a, 218b) und/oder der Rüttelvorrichtung (25) in Abhängigkeit von Daten (DBWT) des zu druckenden Bauwerkteils (BWT) ausgebildet ist.
15. Verwendung einer Extrudervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder eines Extrudersystems (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 14 zur Extrusion von einem Strang (ST) von Baustoff (BS) zum 3D-Druck von einem Bauwerksteil (BWT).
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