WO2020245360A1 - Formelement, anordnung des formelements und verfahren zur bildung zumindest eines teiles einer schalung für ein betonteil mit dem formelement - Google Patents

Formelement, anordnung des formelements und verfahren zur bildung zumindest eines teiles einer schalung für ein betonteil mit dem formelement Download PDF

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WO2020245360A1
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stiffening
layer
shaped
state
another
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PCT/EP2020/065633
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Victor Said NAJJAR
Ivan Tochev
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General Laser Tochev & Tochev Og
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Definitions

  • Form element arrangement of the form element and method for forming at least part of a formwork for a concrete part with the form element
  • the invention relates to a molded element, an arrangement of the molded element and a method according to the preambles of the independent claims.
  • Conventional formwork systems usually include a number of rigid wooden panel elements and a supporting structure to hold these panel elements.
  • the disadvantage of this conventional formwork method is that, in order to be able to produce three-dimensionally deformed concrete parts, irreversibly three-dimensionally deformed ones
  • Formwork elements must be used. These formwork elements must first be brought into the desired shape using conventional processing methods and, as a rule, cannot be reused.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art.
  • it is the object of the invention to create a molded element for forming at least part of a formwork for a concrete part, which is simple and can be reversibly deformed in three dimensions.
  • the object of the invention is, inter alia, to create a molded element which, by its reversible
  • Deformability can be used several times in a wide variety of forms as a formwork element and is thus more cost-effective and environmentally friendly than conventional formwork elements.
  • the shaped element should be able to be brought into the desired shape directly at that location where the concrete part is to be formed, for example on a construction site.
  • the invention relates in particular to a shaped element for forming at least part of a formwork for a concrete part, the shaped element being flexible and three-dimensionally deformable in its first state, and the shaped element stiffening and solidifying in its second state, in particular when the shaped element is in a deformed position is.
  • the shaped element comprises at least two flexible layers which are arranged flat on top of one another, and that the layers are connected to one another, in particular reversibly, in the second state to solidify the shaped element.
  • the shaped element can be used to form a formwork for a concrete part or a concrete component.
  • This means that the shaped element and / or the layers of the shaped element are preferably set up to absorb the forces occurring during the production of a concrete part or a concrete component, such as the concrete pressure occurring during the formwork.
  • the shaped element can be stiffened and solidified in its second state in such a way that it can withstand the forces that occur.
  • the shaped element In its first state, the shaped element can be deformed flexibly and three-dimensionally. In particular, the shaped element can be deformed into a simply curved surface which can preferably be developed. The shaped element can preferably be deformed to a double curved surface, which is preferably not developable.
  • the shaped element can be flexibly and three-dimensionally deformed in its first state starting from any shape. On the one hand, the shaped element can be deformed in its first state starting from any shape. On the other hand, the shaped element can be brought into its second state in any shape and thus stiffened and / or solidified.
  • the shaped element can be brought into its second state both in an undeformed and in a deformed state for its stiffening and solidification.
  • the shaped element 2 up to and including 500
  • Layers in particular 5 to 100 layers inclusive, or that the molded element from 2 to 500 layers inclusive, in particular from 5 to
  • the shaped element can preferably comprise two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, eleven, twelve, thirteen, fourteen, fifteen, sixteen, seventeen, eighteen, nineteen or twenty layers.
  • the layers are preferably arranged flat one above the other and / or extend flat, in particular mainly along them
  • Each layer can extend in three directions, the longitudinal and transverse extent of the respective layer preferably being many times greater than its fleas.
  • this layer can form a wide area and / or this layer can spread over an area. If necessary, it is provided that the layers are pressed flat against one another in the second state and are thereby connected to one another in a non-positive manner in particular.
  • the various layers are in particular connected to one another in a force-locking and / or frictional-locking manner.
  • the layers can preferably be connected to one another in an exclusively force-fitting manner, in particular exclusively by means of frictional force.
  • connection in particular the non-positive connection, of the layers in the second state of the molded element takes place by magnetic force.
  • the layers in the second state of the molded element can be pressed flat against one another by magnetic force, whereby the molded element is stiffened.
  • the shaped element can comprise at least one magnet, in particular at least one permanent magnet and / or at least one electromagnet, and / or at least one magnetic substance.
  • at least one magnet in particular at least one permanent magnet and / or at least one electromagnet, and / or at least one magnetic substance, can be arranged on the shaped element in such a way that the magnetic force that can be generated by this at least one magnet affects the layers in the second State of the molded element pressed against one another and, in particular, non-positively connected to one another.
  • the at least one magnet can be designed to press the layers against one another in the second state of the molded element, so that the molded element is stiffened.
  • the shaped element comprises at least one pair of magnets. Furthermore, at least one pair of magnets can also be arranged on the molded element in such a way that the magnetic force generated by at least one magnet of the pair of magnets can be produced, the layers are pressed against one another in the second state of the molding and, in particular, are connected to one another in a non-positive manner.
  • At least one magnet pair can comprise at least one permanent magnet and at least one electromagnet.
  • the at least one electromagnet can comprise at least one ferromagnetic core.
  • the molded element and the magnets can be designed in such a way that, when no current flows through the coil of the electromagnet, the core of the electromagnet is attracted by the permanent magnet, whereby the layers for solidifying the molded element are connected to one another, in particular reversibly and non-positively.
  • the shaped element and the magnets can be designed such that, when the coil of the electromagnet is flowed through with current, the from
  • Electromagnet generated field compensates and / or cancels the field generated by the permanent magnet.
  • the shaped element can be brought into its first state, in which it is flexible and three-dimensionally deformable.
  • the current strength applied to the electromagnet and / or the polarity of the at least one magnet can be adjusted accordingly.
  • At least one magnet pair can comprise at least two electromagnets.
  • At least one magnet pair can comprise at least two permanent magnets.
  • At least one magnet can be rotated, in particular by 180 °. If the magnets are in the same direction, the magnetic fields generated by the magnets can add up, whereby the layers are pressed against one another in the second state and the molded element is stiffened.
  • the magnetic fields generated by the magnets can subtract and / or cancel each other out, whereby the shaped element is brought into its first state in which it is flexible and three-dimensionally deformable.
  • the connection, in particular the non-positive connection, of the layers in the second state of the molded element is made by a device, in particular a screw, a clamp, or the like.
  • At least one layer in the first state is movably arranged along its surface extension with respect to at least one other layer, in particular with respect to an adjacent layer, and / or that at least one layer in the second state is transverse, in particular normal, to solidify the molding element its surface extension is connected to at least one other layer, in particular to an adjacent layer.
  • a movement of a layer along its surface extension can be understood to mean the direction in which the layer extends flat and / or the direction which follows the surface of the respective layer.
  • the adjacent layer can be understood to mean the layer which is arranged below and / or above a layer.
  • the layers in the first state of the shaped element can be arranged movably and / or displaceably relative to one another along their surface extension, the shaped element can be deformed three-dimensionally and flexibly.
  • the layers in the second state of the molding can be pressed against one another, in particular with a force-fit and / or friction-fit, normal to the surface extension of the respective layer.
  • each layer of the molding element can be arranged movably with respect to every other layer, preferably with respect to each adjoining layer. It is optionally provided that at least one layer is formed from at least one stiffening element, and / or that at least one layer comprises at least one stiffening element, and / or that at least one stiffening element of one layer is at least one stiffening element of another layer, in particular at least one stiffening element of an adjacent layer , overlapped.
  • the at least one stiffening element in particular in the
  • the layers, in particular the stiffening elements of the layers, are preferably set up to, by a vacuum and / or a negative pressure
  • Sufficiently high contact pressures can optionally be generated by a vacuum, in particular a vacuum generated by a vacuum pump in the airtight envelope, so that the layers, in particular the stiffening elements of the various layers, can be connected.
  • a vacuum in particular a vacuum generated by a vacuum pump in the airtight envelope
  • the layers, in particular the stiffening elements of the various layers can be connected.
  • the entire surface of the molding, in particular of the individual layers can be used.
  • the stiffening elements can be made of paper, wood, textile, metal, plastic,
  • Spring steel and / or composite materials can be formed.
  • the stiffening elements can include paper, wood, textile, metal, plastic, spring steel and / or composite materials.
  • a layer consists of only one
  • Stiffening element consists.
  • each layer can comprise a multiplicity of thin stiffening elements.
  • each layer comprises 5 to
  • each layer comprises 2 to 500 inclusive, in particular 25 to 250 inclusive, preferably 25 to 100 inclusive, stiffening elements per m 2 of the molded element.
  • each stiffening element has a width of 0.1 cm up to and including 10 cm, in particular a width of 2 cm up to and including 6 cm. In particular, each stiffening element has a length of 1 cm up to and including 100 cm,
  • a stack can be understood to mean an arrangement of at least two stiffening elements which are essentially one above the other and / or one on top of the other. In other words, they are
  • Stiffening elements if necessary, such as cards in a
  • the stiffening elements of the stack can on the one hand be arranged essentially one above the other. On the other hand, however, the stiffening elements of the stack can also protrude above one another, in particular in their main directions of extent.
  • plugged into one another in the shape of a comb can be understood to mean a sliding or nesting of two stacks, the stiffening elements of one stack protruding between the stiffening elements of at least one other stack.
  • a stack can be connected to another stack via just a single stiffening element.
  • the individual stiffening element connecting the two stacks is inserted into the stacks, so that this stiffening element protrudes between the stiffening elements of the respective stacks.
  • at least one stiffening element of at least one stack in particular a stiffening element of one layer, is arranged in the first and / or in the second state of the shaped element at a distance from at least one stiffening element of at least one other stack, in particular at a distance from at least one stiffening element of the same layer.
  • At least one stiffening element of at least one stack is preferably movable in the first state of the form element in relation to at least one, in particular flat, adjacent stiffening element of another, in particular an adjoining, layer of at least one other stack, in particular in the area of the layer arranged.
  • At least one stack in the first state of the molded element is connected to a stiffening body by at least one fixing device, such as in particular by at least one screw, by at least one inflatable bellows, by at least one inflatable balloon and / or by at least one air piston , and that the stiffening body in a comb shape in at least one other stack and / or in at least one other
  • Stiffening body is inserted, so that the stiffening elements of the one
  • Stiffening body protrude between the stiffening elements of the at least one other stack and / or the at least one other stiffening body.
  • Superimposed stiffening elements are connected to form a stiffening body. This means that if necessary, the stiffening elements connected to the stiffening body both in the first and in the second state of the
  • Form elements in particular essentially immovable, can be connected to one another.
  • At least one stiffening element is preferably at least one
  • Stiffening body in particular a stiffening element of a layer, in the first and / or in the second state of the shaped element spaced from at least one stiffening element of at least one other stiffening body, in particular spaced from at least one stiffening element of the same layer.
  • At least one stiffening element is preferably at least one
  • Stiffening body in particular a stiffening element of one layer, opposite at least one, in particular flat, adjacent stiffening element of another, in particular an adjacent, layer of at least one other
  • Stiffening body in particular in the surface extension of the layer, arranged movably in the first state of the molded element.
  • the fixing device is optionally designed as an inflatable fixing device, in particular as a bellows, balloon or air piston. By inflating is
  • a contact pressure can be generated, whereby the stiffening elements can be pressed against one another and connected to form a stiffening body.
  • the contact pressure generated by the inflatable fixing device can act over a large area on the stiffening elements. Furthermore, through the use of a large number of inflatable fixing devices, it may be possible to connect the stiffening elements to one another essentially simultaneously, in particular reversibly, at different points on the molded element and, if necessary, to create a large number of stiffening bodies essentially simultaneously.
  • the shaped element preferably comprises a multiplicity of balloons, bellows and / or air pistons.
  • stiffening bodies can be moved opposite one another in the first state along the surface extension of their stiffening elements, and that the stiffening bodies are fixed in relation to one another in the second state via the stiffening elements pressed against one another.
  • stiffening elements of at least one layer are arranged at a distance from one another, and that the stiffening elements this layer are connected via at least one, in particular elastically, deformable connecting body.
  • the deformable connecting body can be made of rubber, rubber, polyurethane, latex, silicone or other elastic materials or rubber,
  • Rubber, polyurethane, latex, silicone, or other elastic materials Rubber, polyurethane, latex, silicone, or other elastic materials.
  • the layers and in particular the stiffening elements of the respective layer in the first state of the molded element can be moved relative to one another along their surface extension.
  • the layers, in particular the stiffening elements can be transverse, in particular normal, to their
  • stiffening elements of a layer are arranged at a distance from one another, whereby between the
  • Stiffening elements of this layer at least one intermediate space is kept free, and that this intermediate space of the layer is arranged offset along its surface extent to at least one intermediate space of at least one other layer, in particular at least one intermediate space of at least one adjoining layer.
  • stiffening elements of a layer can be arranged at a distance from one another, there are spaces between the stiffening elements. These interspaces can allow the stiffening elements to move towards one another and apart.
  • the distance between the stiffening elements of a layer is preferably 1% up to and including 30%,
  • stiffening element If necessary, it is provided that the stiffening elements are flexibly bendable
  • stiffening elements have a modulus of elasticity in the range from 0.3 MPa up to and including 30 MPa, in particular in the range from 1 MPa up to and including 3 MPa, and / or that the stiffening elements in the second state of the molding, in particular pressure-resistant and are tensile.
  • the stiffening elements are preferably heat-resistant, cold-resistant,
  • the surfaces of the stiffening elements have high
  • Coefficient of friction in particular a coefficient of friction greater than 0.1, preferably a coefficient of friction greater than 0.5. These properties can be achieved through the appropriate surface structure, the appropriate materials and / or through
  • At least one stiffening element of a layer in the first state of the molded element opposite at least one
  • Stiffening element of another layer is movably arranged, and that this movement preferably runs along the surface extension of the respective layer and / or the surface extension of the respective stiffening element.
  • At least one stiffening element of a layer in the second state of the molded element is connected to at least one stiffening element of at least one other layer for strengthening the molded element, and that this connection is preferably transverse, in particular normal, to the
  • At least one stiffening element of a layer in the first state of the molded element opposite at least one
  • Stiffening element of another layer in particular opposite at least one stiffening element of an adjacent layer, preferably along the Surface extension of the respective layer and / or the surface extension of the respective stiffening element, is movably arranged.
  • At least one stiffening element of a layer in the second state of the molded element with at least one stiffening element of at least one other layer, in particular with at least one
  • Stiffening element of an adjacent layer for strengthening the molding element, in particular normal to the surface extension of the respective layer and / or the surface extension of the respective stiffening element, is connected to one another.
  • a movement can be
  • Stiffening element along its surface extension are understood to mean the direction in which the stiffening element extends flat, and / or the direction are understood which follows the surface of the respective stiffening element.
  • Form elements can be arranged movably and / or displaceably with respect to stiffening elements of another, in particular adjoining, layer along their surface extension, the form element can be deformed three-dimensionally and flexibly.
  • Molded elements can be arranged so as to be movable and / or displaceable with respect to the stiffening elements of the same layer. It is preferably provided that the
  • the space between the stiffening elements is dimensioned in such a way that the stiffening elements do not touch when the molded element is deformed, even when moving relative to one another.
  • At least one stiffening element of a layer is arranged at a distance from at least one stiffening element of an adjacent layer, so that movement of the layers is possible.
  • the stiffening elements can be pressed against one another in the second state of the molded element, in particular in a force-locking and / or frictional-locking manner, in particular normally, in order to extend their surface area.
  • stiffening elements of a layer can be normal to their stiffening elements
  • each stiffening element in the first state of the molded element can be movably arranged with respect to every other stiffening element, preferably with respect to each stiffening element, in particular flat, abutting and / or arranged below and / or above.
  • At least one stiffening element of one layer is connected to at least one stiffening element of another layer in a force-locking manner, in particular reversibly, in the second state of the molded element.
  • the at least one stiffening element has a structure and / or a coating, in particular a rubber and / or polyurethane coating, for the frictional connection.
  • stiffening elements are designed such that at least one stiffening element of a layer with at least one
  • Stiffening element of at least one other layer in particular with at least one stiffening element of an adjacent layer, in the second state of the molding element, can be connected in a force-locking manner, in particular reversibly.
  • Stiffening elements are pressed together.
  • the surface of the stiffening elements can have a structure and / or a
  • At least one stiffening element is provided that at least one stiffening element
  • the at least one stiffening element can be triangular, square, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, nine-sided, ten-sided, eleven, twelve-sided, three-sided, fourteen-sided, fifteen-sided and / or polygonal.
  • all stiffening elements can be designed triangular, square, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, nine-sided, decagonal, eleven, twelve-sided, three-sided, fourteen-sided, fifteen-sided and / or polygonal.
  • stiffening elements are designed differently. It is preferably provided that all stiffening elements are designed the same.
  • Stiffening element at least one guide device is provided, and that the at least one guide device enables the relative movement of the at least one stiffening element only along one direction, and the direction of the surface extension of the respective layer follows. If necessary, it is provided that at least one layer, in particular the layer of the molding element resting against the concrete, has a greater flexural strength than the other layers.
  • the harder and / or stiffer layer can make it possible for the concrete to follow the defined shape of the molding element in the second state without this
  • Form element in particular the layer lying against the concrete, yields.
  • Stiffening elements are surrounded by an airtight envelope, in particular a rubber envelope, a latex envelope or a polyurethane envelope.
  • the shaped element is brought from its first to its second state by sucking off air, in particular by applying a vacuum.
  • Layers in particular the stiffening elements, are pressed against one another in a frictional and / or non-positive manner normal to their surface extension.
  • the shaped element By pressing against one another, the shaped element can be stiffened and / or solidified.
  • the shaped element is deformed manually, electrically, hydraulically and / or pneumatically.
  • the shaped element can be deformed with the aid of at least one actuator, which is optionally also controlled by the computer.
  • a template can also be used to deform the molding. It is preferably provided that the deformed shaped element is brought from its first to its second state.
  • the invention relates to an arrangement of at least one
  • Shaped element on a substructure for forming at least part of a formwork for a concrete part the substructure being formed from a supporting frame or the substructure comprising a supporting frame, the at least one molded element being connected to the substructure via at least one connecting device, and at least one device , in particular at least one vacuum pump, is provided by which the at least one shaped element can be brought from its first state to its second state, characterized in that the at least one shaped element is a shaped element according to the invention.
  • the shaped element can be set up with a conventional one
  • connection device is provided on the shaped element, which connection device can be connected to the substructure via at least one connection device.
  • connecting elements for example, by tongue and groove connections, or by connecting elements.
  • the connecting elements can for example consist of wood, plastic or polyurethane.
  • the shaped elements can have at least one tongue and groove connection, at least one feather key, at least one zip fastener, at least one
  • Dovetail connection at least one connection fitting, at least one tooth coupling, at least one plug-in lock and / or at least one wedge connection with one another and / or with the connecting element and / or be connectable.
  • the substructure optionally includes metal, in particular aluminum, wood and / or plastic. If necessary, the shaped elements can also be connected to the substructure via the connecting elements.
  • the substructure already has a previously defined deformation and that the shaped element is deformable when the molded element is connected to the connection points of the deformed substructure.
  • Substructure is connected and the shaped element is deformable by deforming the substructure.
  • the shaped element can be connected and / or connectable to the substructure via an adjustable connecting device. If necessary, it is provided that the shape, in particular the curvature, of the shaped element takes place via the setting of this connecting device, in particular via the change in the distance between the shaped element and the substructure.
  • the connecting device can also be used in all directions,
  • the connecting device can adapt to the curvature of the molding.
  • the connection device preferably in the connection area, may be oriented normal to the tangent of the curvature of the molded element.
  • the deformed shaped element is connected to the deformed substructure.
  • the invention relates to a method for forming at least part of a formwork for a concrete part, comprising the following steps: Bringing the
  • Forming element in a previously defined shape, the form element being in its first state during the deformation, bringing the form element into its second state, in particular by sucking the air out of the airtight envelope with a vacuum pump, whereby the layers, in particular the stiffening elements, des Forming element for consolidating the form element with one another, in particular reversible, are connected, characterized in that the shaped element is a shaped element according to the invention.
  • the method steps of the method follow one another as described above.
  • the shaped element is first brought into a predefined shape.
  • the shaped element is then brought into its second state, whereby the layers, in particular the
  • Stiffening elements reversibly connected to each other.
  • the shaped element can also be brought into its second state via at least one bellows, at least one balloon or at least one air piston.
  • the stiffening elements can be pressed against one another and the shaped element can be brought into its second state.
  • the invention relates to a molded element, wherein the molded element is flexible and three-dimensionally deformable in its first state, and wherein the molded element in its second state, in particular in a deformed position of the
  • Form element comprises at least two flexible layers that are flat
  • the layers are arranged one above the other, and that the layers are connected to one another, in particular reversibly, in the second state for consolidating the molding element.
  • the shaped element can be set up to form at least part of a formwork of any material, as an injection mold and / or as a template, in particular as a lamination template in boat building and / or model making. Furthermore, the
  • Form element to be set up as a substructure for a brick vault and / or to serve as a free-form surface for a brick structure and / or shotcrete.
  • This shaped element can have each of the above-mentioned features individually or in combination.
  • FIGS. 1 a and 1 b show a schematic graphic representation of a first embodiment of the molding element according to the invention in its first state
  • FIG. 2 shows a schematic graphic illustration of the molding element according to the invention from FIGS. 1 a and 1 b in its second state
  • Figure 3 shows a schematic graphic representation of the inventive form element of Figures 1 a and 1 a in a deformed first state
  • FIG. 4 shows a schematic graphic representation of stiffening elements arranged in a stack
  • Figures 5a and 5b show a schematic graphic representation of a
  • Figures 5c and 5d show a schematic graphic representation of a
  • Figures 5e and 5f show a schematic graphic representation of a
  • Figures 6a, 6b and 6c show schematic graphical representations of various embodiments of the molding element according to the invention.
  • FIGS. 7a and 7b show a schematic graphic representation of an embodiment of the guide device according to the invention
  • FIGS. 8a and 8b show a schematic graphic representation of a further embodiment of the molding element according to the invention.
  • FIGS. 9, 10 and 11 show different arrangements of the form element according to the invention on a substructure.
  • Figures 1 a and 1 b show a schematic graphic representation of the
  • Formula elements 1 according to the invention in its first state In the figure 1 a, the shaped element 1 is shown in a schematic three-dimensional representation. In the figure 1 b, the shaped element 1 is shown in an elevation. For the sake of clarity, the airtight envelope which surrounds the layers 2 is not shown.
  • the shaped element 1 according to this embodiment is set up to form at least part of a formwork for a concrete part. In the first state, the shaped element 1 is flexible and three-dimensionally deformable.
  • the shaped element 1 comprises four flexible layers 2, which are arranged flat on top of one another.
  • the stiffening elements 3 of a layer 2 can be moved along the surface extension 7 of the layer 2 with respect to the stiffening elements 3 arranged below and / or above. This possibility of movement of the layers 2 or stiffening elements 3 enables a three-dimensional deformation of the molded element 1.
  • the individual layers 2 can be connected to one another in an exclusively non-positive and reversible manner in order to consolidate and / or stiffen the molded element 1 in its second state.
  • each layer 2 comprises two stiffening elements 3. These stiffening elements 3 of a layer 2 overlap the stiffening elements 3 of the respectively adjacent layer 2.
  • stiffening elements 3 of a layer 2 are designed to be reversibly and non-positively connected to the stiffening elements 3 of at least one adjacent layer 2.
  • the stiffening elements 3 have a structure and a polyurethane coating.
  • the stiffening elements 3 of each layer 2 are spaced from the
  • Stiffening elements 3 of the same layer 2 arranged, whereby spaces 5 are kept free between the stiffening elements 3 of the layer 2.
  • the interstices 5 of a layer 2 are offset along their surface extension 7 in relation to the interstices 5 of the at least one adjacent layer 2.
  • This layer 2 which is in contact with the concrete, is not shown.
  • This layer 2 consists of at least one stiffening element 3, which can absorb the forces that occur, such as the concrete pressure.
  • the molded element 1 according to the invention according to Figures 1 a and 1 b is shown in its second state.
  • the features of the embodiment according to FIG. 2 can preferably correspond to the features of the embodiments according to FIGS. 1 a and / or 1 b.
  • the layers 2 are normal to them
  • Figure 3 is an inventive deformed shape element 1, which eight
  • Embodiment according to Figure 3 can preferably have the features of
  • FIG. 4 shows an arrangement of stiffening elements 3, which are arranged essentially one above the other and form a stack 4. The characteristics of the
  • Embodiment according to Figure 4 can preferably have the features of
  • Embodiments according to Figures 1 a, 1 b, 2 and / or 3 correspond.
  • the first stack 4 is inserted into the second stack 4 in the shape of a comb, so that the stiffening elements 3 of the first stack 4 protrude between the stiffening elements 3 of the second stack 4.
  • FIGS. 5a and 5b show star-shaped stiffening elements 3 and a shaped element 1 according to the invention formed therefrom.
  • the features of the embodiment according to FIGS. 5a and 5b can preferably correspond to the features of
  • FIGS. 5c and 5d show cross-shaped stiffening elements 3 and a shaped element 1 according to the invention formed therefrom.
  • the features of the embodiment according to FIGS. 5c and 5d can preferably correspond to the features of
  • FIGS. 5e and 5f show square stiffening elements 3 and a shaped element 1 according to the invention formed therefrom. Those arranged in a stack
  • Stiffening elements 3 are connected to one another via fixing devices 10 to form stiffening bodies 11.
  • the stiffening body 11 are inserted in a comb-shaped manner into at least one other stiffening body 11, so that the stiffening elements 3 of one stiffening body 11 protrude between the stiffening elements 3 of the other stiffening body 11.
  • FIGS. 5e and 5f can preferably correspond to the features of the embodiments according to FIGS. 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c and / or 5d.
  • FIG. 6a shows a schematic graphic three-dimensional representation of an embodiment of the molding element according to the invention and a section through this representation. According to this embodiment, the square
  • Stiffening elements 3 are connected via, in particular elastically, deformable connecting bodies 9.
  • FIG. 6b shows a schematic graphical three-dimensional representation of an embodiment of the form element according to the invention and a section through this representation. According to this embodiment, the are circular
  • Stiffening elements 3 are connected via, in particular elastically, deformable connecting bodies 9.
  • FIG. 6c shows a schematic graphic three-dimensional representation of an embodiment of the molding element according to the invention and a section through this representation.
  • the triangular stiffening elements 3 are connected via, in particular elastically, deformable connecting bodies 9.
  • the features of the embodiment according to FIGS. 6a, 6b and 6c can preferably correspond to the features of the embodiments according to FIGS. 1 a, 1b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e and / or 5f.
  • the stiffening elements 3 of the respective layer 2 are connected to one another by the deformable connecting bodies 9, so that, inter alia, simple alignment of the stiffening elements 3 with respect to one another is made possible during assembly.
  • stiffening elements 3 of a layer 2 can be moved relative to one another.
  • a movement is interconnected
  • Stiffening elements 3 of a layer 2 preferably along the surface extension 7 of the respective layer 2 and / or the surface extension 7 of the respective
  • Stiffening element 3 possible.
  • Figures 7a and 7b show a first embodiment of a guide device 6 according to the invention.
  • the features of the embodiment according to Figures 7a and 7b can preferably be the features of the embodiments according to Figures 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c , 5d, 5e, 5f, 6a, 6b and / or 6c.
  • FIG. 7a the guide device 6 is shown without stiffening elements 3 and in FIG. 7b, the guide device 6 is shown with stiffening elements 3 arranged therein.
  • the relative movement of the stiffening elements 3 arranged therein can be restricted by the guide device 6.
  • the guide device 6 the guide device 6.
  • Guide device 6 enables a relative movement only along one direction, this direction following the surface extension 7 of the respective layer 2.
  • FIGS. 8a and 8b show schematic graphic representations of a further embodiment of a molded element according to the invention in a deformed position, the stiffening elements 3 being shown in a cover in FIG. 8a and without a cover in FIG. 8b.
  • the stiffening elements 3 of the layers 2 of this embodiment are arranged in a stack on top of one another.
  • the stacks 4 are plugged into at least one other stack 4 in a comb-like manner, so that the stiffening elements 3 of one stack 4 protrude between the stiffening elements 3 of the at least one other stack 4.
  • the layer 2 of the molding element 1 lying against the concrete has a larger one
  • This layer 2 is set up so that the concrete follows the defined shape of the molded element 1 in the second state without the molded element 1, in particular the layer 2 resting against the concrete, yielding.
  • Shaped element 1 according to the invention on a substructure 8 for forming at least part of a formwork for a concrete part.
  • Embodiments according to Figures 9, 10 and / or 11 can preferably have the features of the embodiments according to Figures 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 6a, 6b, 6c , 7a, 7b, 8a and / or 8b.
  • the substructure 8 is set to a defined shape and / or is deformed to a defined shape.
  • the shaped element 1 is then attached to the substructure 8 in its first state via at least one connecting device, whereby the shaped element 1 can be brought into the desired shape.
  • the shaped element 1 can be brought from its first state into its second state, as a result of which the shaped element 1 is stiffened and solidified.
  • the shaped element 1 can be connected to an undeformed substructure 8 in its first state. Then the
  • Substructure 8 and the associated molded element 1 are deformed.
  • the shaped element 1 can be brought from its first state into its second state, as a result of which the shaped element 1 is stiffened and solidified.
  • the shaped element 1 can be deformed in its first state, then brought into its second state and then connected to a substructure 8.
  • This configuration can be provided in all embodiments.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formelement (1), eine Anordnung umfassend ein derartiges Formelement (1) und ein Verfahren zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil mithilfe dieses Formelements (1), wobei das Formelement (1) in seinem ersten Zustand flexibel und dreidimensional verformbar ist, und wobei das Formelement (1) in seinem zweiten Zustand, insbesondere in einer verformten Stellung des Formelements (1), versteift und verfestigt ist, wobei das Formelement (1) mindestens zwei flexible Schichten (2) umfasst, die flächig übereinanderliegend angeordnet sind, und wobei die Schichten (2) in dem zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements (1), insbesondere reversibel, miteinander verbunden sind.

Description

Formelement, Anordnung des Formelements und Verfahren zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil mit dem Formelement
Die Erfindung betrifft ein Formelement, eine Anordnung des Formelements und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von Schalungen bekannt, die beispielsweise Gussformen für Betonbauteile wirken.
Herkömmliche Schalungssystem umfassen meist mehrere starre Plattenelemente aus Holz und ein Traggerüst zum Halten dieser Plattenelemente. Nachteilig an diesen herkömmlichen Schalungsverfahren ist aber, dass, um dreidimensional verformte Betonteile erzeugen zu können, irreversibel dreidimensional verformte
Schalungselemente verwendet werden müssen. Diese Schalungselemente müssen vorab mittels herkömmlicher Verarbeitungsverfahren in die gewünschte Form gebracht werden und können in der Regel nicht wiederverwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Formelement zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil zu schaffen, welches einfach und reversibel dreidimensional verformt werden kann. Die Aufgabe der Erfindung ist es unterem anderen, ein Formelement zu schaffen, welches durch seine reversible
Verformbarkeit mehrmalig in verschiedensten Formen als Schalungselement eingesetzt werden kann und somit kostengünstiger und umweltschonender als herkömmliche Schalungselemente ist. Ferner soll das Formelement direkt an jenem Ort in die gewünschte Form bringbar sein, an dem die Bildung des Betonteils erfolgen soll, also beispielsweise auf einer Baustelle.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der
unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Formelement zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil, wobei das Formelement in seinem ersten Zustand flexibel und dreidimensional verformbar ist, und wobei das Formelement in seinem zweiten Zustand, insbesondere in einer verformten Stellung des Formelements, versteift und verfestigt ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Formelement mindestens zwei flexible Schichten umfasst, die flächig übereinanderliegend angeordnet sind, und dass die Schichten in dem zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements, insbesondere reversibel, miteinander verbunden sind.
Das Formelement kann zur Bildung einer Schalung für einen Betonteil bzw. eines Betonbauteils verwendet werden. Das heißt, dass das Formelement und/oder die Schichten des Formelements bevorzugt dazu eingerichtet sind, die bei der Erzeugung eines Betonteils bzw. eines Betonbauteils auftretenden Kräfte aufzunehmen, wie beispielsweise den bei der Schalung auftretenden Betondruck. Insbesondere kann das Formelement in seinem zweiten Zustand derart versteift und verfestigt sein, dass es den auftretenden Kräften standhalten kann.
In seinem ersten Zustand kann das Formelement flexibel und dreidimensional verformt werden. Insbesondere kann das Formelement zu einer einfach gekrümmten Fläche verformt werden, welche bevorzugt abwickelbar ist. Bevorzugt kann das Formelement zu einer doppelt gekrümmten Fläche verformt werden, welche bevorzugt nicht abwickelbar ist.
Das Formelement kann in seinem ersten Zustand ausgehend von jeder Form flexibel und dreidimensional verformt werden. Einerseits kann das Formelement in seinem ersten Zustand ausgehend von jeder Form verformt werden. Andererseits kann das Formelement in jeder Form in seinen zweiten Zustand gebracht und somit versteift und/oder verfestigt werden.
Mit anderen Worten kann das Formelement sowohl in einem unverformten als auch in einem verformten Zustand zu seiner Versteifung und Verfestigung in seinen zweiten Zustand gebracht werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Formelement 2 bis einschließlich 500
Schichten, insbesondere 5 bis einschließlich 100 Schichten, umfasst, oder dass das Formelement aus 2 bis einschließlich 500 Schichten, insbesondere aus 5 bis
einschließlich 100 Schichten, gebildet ist.
Vorzugsweise kann das Formelement zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf, dreizehn, vierzehn, fünfzehn, sechzehn, siebzehn, achtzehn, neunzehn oder zwanzig Schichten umfassen.
Bevorzugt sind die Schichten flächig übereinanderliegend angeordnet und/oder erstrecken sich flächig, insbesondere hauptsächlich entlang ihrer
Flaupterstreckungsrichtungen. Jede Schicht kann sich in drei Richtungen erstrecken, wobei die Längs- und die Quererstreckung der jeweiligen Schicht bevorzugt um ein Vielfaches größer ist als dessen Flöhe.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter der flächigen Erstreckung bzw. Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht eine Erstreckung entlang der
Flaupterstreckungsrichtungen der Schicht verstanden werden. Mit anderen Worten kann durch die flächige Erstreckung der jeweiligen Schicht, diese Schicht eine breite Fläche bilden und/oder sich diese Schicht auf einer Fläche ausbreiten. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Schichten im zweiten Zustand flächig aneinandergepresst und dadurch insbesondere kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Dadurch, dass die Schichten im zweiten Zustand flächig aneinandergepresst sein können, sind die verschiedenen Schichten, insbesondere die aneinandergrenzenden, aufeinanderliegenden und/oder übereinanderliegenden Schichten, insbesondere kraftschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbunden.
Bevorzugt können die Schichten im zweiten Zustand ausschließlich kraftschlüssig, insbesondere ausschließlich durch Reibkraft, miteinander verbunden sein.
Gegebenenfalls erfolgt die Verbindung, insbesondere die kraftschlüssige Verbindung, der Schichten im zweiten Zustand des Formelements durch Magnetkraft. Insbesondere können die Schichten im zweiten Zustand des Formelements durch Magnetkraft flächig aneinandergepresst werden, wodurch das Formelement versteift ist.
Dazu kann das Formelement mindestens einen Magnet, insbesondere mindestens einen Permanentmagnet und/oder mindestens einen Elektromagnet, und/oder mindestens einen magnetischen Stoff umfassen. Es kann aber auch mindestens ein Magnet, insbesondere mindestens ein Permanentmagnet und/oder mindestens ein Elektromagnet, und/oder mindestens ein magnetischer Stoff, derart am Formelement angeordnet sein, dass die Magnetkraft, welche durch diesen mindestens einen Magnet erzeugbar ist, die Schichten im zweiten Zustand des Formelements aneinanderpresst und insbesondere kraftschlüssig miteinander verbindet. Der mindestens eine Magnet kann dazu eingerichtet sein, die Schichten in dem zweiten Zustand des Formelements aneinanderzupressen, sodass das Formelement versteift ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das Formelement mindestens ein Magnetpaar umfasst. Ferner kann aber auch mindestens ein Magnetpaar derart am Formelement angeordnet sein, dass die Magnetkraft, welche durch mindestens einen Magnet des Magnetpaars erzeugbar ist, die Schichten im zweiten Zustand des Formelements aneinanderpresst und insbesondere kraftschlüssig miteinander verbindet.
In einer ersten Ausführungsform kann mindestens ein Magnetpaar mindestens einen Permanentmagnet und mindestens einen Elektromagnet umfassen. Der mindestens eine Elektromagnet kann mindestens einen ferromagnetischen Kern umfassen.
Das Formelement und die Magneten können derart ausgebildet sein, dass, wenn kein Strom die Spule des Elektromagneten durchfließt, der Kern des Elektromagneten vom Permanentmagnet angezogen wird, wodurch die Schichten zur Verfestigung des Formelements, insbesondere reversibel und kraftschlüssig, miteinander verbunden werden. Ferner kann das Formelement und die Magneten derart ausgebildet sein, dass, wenn die Spule des Elektromagneten mit Strom durchflossen wird, das vom
Elektromagnet erzeugte Feld das vom Permanentmagnet erzeugte Feld ausgleicht und/oder aufhebt. Dadurch kann das Formelement in seinen ersten Zustand gebracht werden, in welchem es flexibel und dreidimensional verformbar ist. Insbesondere können die an den Elektromagnet angelegte Stromstärke und/oder die Polarität des mindestens einen Magneten entsprechend einstellbar sein.
In einer zweiten Ausführungsform kann mindestens ein Magnetpaar mindestens zwei Elektromagneten umfassen.
In einer dritten Ausführungsform kann mindestens ein Magnetpaar mindestens zwei Permanentmagneten umfassen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Magnet, insbesondere um 180°, verdrehbar ist. Wenn die Magneten gleichgerichtet sind, können sich die durch die Magneten erzeugten magnetischen Felder addieren, wodurch die Schichten im zweiten Zustand aneinander gepresst werden und das Formelement versteift wird.
Wenn die Magneten gegengerichtet sind, können sich die durch die Magneten erzeugten magnetischen Felder subtrahieren und/oder gegenseitig aufheben, wodurch das Formelement in seinen ersten Zustand gebracht wird, in welchem es flexibel und dreidimensional verformbar ist. Gegebenenfalls erfolgt die Verbindung, insbesondere die kraftschlüssige Verbindung, der Schichten im zweiten Zustand des Formelements durch eine Vorrichtung, insbesondere eine Schraube, eine Zwinge, oder dergleichen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens eine Schicht im ersten Zustand entlang ihrer Flächenerstreckung gegenüber mindestens einer anderen Schicht, insbesondere gegenüber einer angrenzenden Schicht, bewegbar angeordnet ist, und/oder dass mindestens eine Schicht im zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements quer, insbesondere normal, zu ihrer Flächenerstreckung mit mindestens einer anderen Schicht, insbesondere mit einer angrenzenden Schicht, verbunden ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer Bewegung einer Schicht entlang ihrer Flächenerstreckung die Richtung verstanden werden, in welche sich die Schicht flächig erstreckt und/oder die Richtung verstanden werden, welche der Fläche der jeweiligen Schicht folgt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter der angrenzenden Schicht, die Schicht verstanden werden, welche unter- und/oder oberhalb einer Schicht angeordnet ist.
Dadurch, dass die Schichten im ersten Zustand des Formelements gegenüber einander entlang ihrer Flächenerstreckung bewegbar und/oder verschiebbar angeordnet sein können, kann das Formelement dreidimensional und flexibel verformt werden.
Zur Verfestigung des Formelements können die Schichten im zweiten Zustand des Formelements, insbesondere kraftschlüssig und/oder reibschlüssig, normal zu der Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht aneinander gepresst werden.
Insbesondere kann jede Schicht des Formelements gegenüber jeder anderen Schicht, bevorzugt gegenüber jeder angrenzenden Schicht, bewegbar angeordnet sein. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens eine Schicht aus mindestens einem Versteifungselement gebildet ist, und/oder dass mindestens eine Schicht mindestens ein Versteifungselement umfasst, und/oder dass mindestens ein Versteifungselement einer Schicht mindestens ein Versteifungselement einer anderen Schicht, insbesondere mindestens ein Versteifungselement einer angrenzenden Schicht, überlappt.
Bevorzugt kann das mindestens eine Versteifungselement, insbesondere im
Wesentlichen, unkomprimierbar und/oder, insbesondere im Wesentlichen, undehnbar sein. Bevorzugt sind die Schichten, insbesondere die Versteifungselemente der Schichten, dazu eingerichtet, durch ein Vakuum und/oder einen Unterdrück,
insbesondere reversibel, miteinander verbunden zu werden.
Durch ein Vakuum, insbesondere ein mit einer Vakuumpumpe in der luftdichten Hülle erzeugtes Vakuum, sind gegebenenfalls ausreichend hohe Anpressdrücke erzeugbar, wodurch die Schichten, insbesondere die Versteifungselemente der verschiedenen Schichten, verbunden werden können. Insbesondere ist durch die Erzeugung eines Vakuums in der luftdichten Hülle die ganze Fläche des Formelements, insbesondere der einzelnen Schichten, nutzbar.
Die Versteifungselemente können aus Papier, Holz, Textil, Metall, Kunststoff,
Federstahl und/oder Verbundwerkstoffen gebildet sein. Die Versteifungselemente können Papier, Holz, Textil, Metall, Kunststoff, Federstahl und/oder Verbundwerkstoffe umfassen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Schicht aus nur einem
Versteifungselement besteht.
Um die Kontaktoberflächen bzw. die Reibung des Formelements erhöhen zu können, kann das Formelement und insbesondere jede Schicht eine Vielzahl von dünnen Versteifungselementen umfassen. Vorzugsweise umfasst jede Schicht 5 bis
einschließlich 1000, insbesondere 50 bis einschließlich 500, vorzugsweise 50 bis einschließlich 200, Versteifungselemente. Insbesondere umfasst jede Schicht 2 bis einschließlich 500, insbesondere 25 bis einschließlich 250, vorzugsweise 25 bis einschließlich 100, Versteifungselemente pro m2 des Formelements.
Insbesondere hat jedes Versteifungselement eine Breite von 0,1 cm bis einschließlich 10 cm, insbesondere eine Breite von 2 cm bis einschließlich 6 cm. Insbesondere hat jedes Versteifungselement eine Länge von 1 cm bis einschließlich 100 cm,
insbesondere eine Länge von 20 cm bis einschließlich 30 cm.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens zwei Versteifungselemente im
Wesentlichen übereinander angeordnet sind und einen Stapel bilden, und dass der Stapel kammförmig in mindestens einen anderen Stapel gesteckt ist, sodass die Versteifungselemente des einen Stapels zwischen die Versteifungselemente des mindestens einen anderen Stapels ragen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Stapel eine Anordnung von mindestens zwei Versteifungselementen, welche im Wesentlichen Übereinanderliegen und/oder aufeinanderliegen, verstanden werden. Mit anderen Worten sind die
Versteifungselemente gegebenenfalls, wie beispielsweise Karten bei einem
Kartenstapel übereinander gestapelt. Die Versteifungselemente des Stapels können einerseits im Wesentlichen übereinanderliegend angeordnet sein. Andererseits können die Versteifungselemente des Stapels einander aber auch, insbesondere in deren Haupterstreckungsrichtungen, überragen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter kammförmig ineinander gesteckt ein Ineinanderschieben bzw. Ineinanderstecken zweier Stapel verstanden werden, wobei die Versteifungselemente des einen Stapels zwischen die Versteifungselemente mindestens eines anderen Stapels ragen.
Gegebenenfalls kann ein Stapel über lediglich ein einzelnes Versteifungselement mit einem anderen Stapel verbunden sein. Das heißt, dass gegebenenfalls das einzelne, die beiden Stapel verbindende, Versteifungselement in die Stapel gesteckt ist, sodass dieses Versteifungselement zwischen die Versteifungselemente der jeweiligen Stapel ragt. Bevorzugt ist mindestens ein Versteifungselement mindestens eines Stapels, insbesondere ein Versteifungselement einer Schicht, im ersten und/oder im zweiten Zustand des Formelements beabstandet zu mindestens einem Versteifungselement mindestens eines anderen Stapels, insbesondere beabstandet zu mindestens einem Versteifungselement derselben Schicht, angeordnet.
Bevorzugt ist mindestens ein Versteifungselement mindestens eines Stapels, insbesondere ein Versteifungselement einer Schicht, gegenüber mindestens einem, insbesondere flächig, anliegendem Versteifungselement einer anderen, insbesondere einer angrenzenden, Schicht mindestens eines anderen Stapels, insbesondere in Flächenerstreckung der Schicht, in dem ersten Zustand des Formelements bewegbar angeordnet.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Stapel in dem ersten Zustand des Formelements durch mindestens eine Fixiervorrichtung, wie insbesondere durch mindestens eine Schraube, durch mindestens einen aufblasbaren Balg, durch mindestens einen aufblasbaren Ballon und/oder durch mindestens einen Luftkolben, zu einem Versteifungskörper verbunden ist, und dass der Versteifungskörper kammförmig in mindestens einen anderen Stapel und/oder in mindestens einen anderen
Versteifungskörper gesteckt ist, sodass die Versteifungselemente des einen
Versteifungskörpers zwischen die Versteifungselemente des mindestens einen anderen Stapels und/oder des mindestens einen anderen Versteifungskörpers ragen.
Durch die Fixiervorrichtung können die übereinander gestapelten und/oder
übereinanderliegenden Versteifungselemente zu einem Versteifungskörper verbunden werden. Das heißt, dass gegebenenfalls die zu dem Versteifungskörper verbundenen Versteifungselemente sowohl im ersten als auch im zweiten Zustand des
Formelements, insbesondere im Wesentlichen unbewegbar, miteinander verbunden sein können.
Bevorzugt ist mindestens ein Versteifungselement mindestens eines
Versteifungskörpers, insbesondere ein Versteifungselement einer Schicht, im ersten und/oder im zweiten Zustand des Formelements beabstandet zu mindestens einem Versteifungselement mindestens eines anderen Versteifungskörpers, insbesondere beabstandet zu mindestens einem Versteifungselement derselben Schicht, angeordnet.
Bevorzugt ist mindestens ein Versteifungselement mindestens eines
Versteifungskörpers, insbesondere ein Versteifungselement einer Schicht, gegenüber mindestens einem, insbesondere flächig, anliegendem Versteifungselement einer anderen, insbesondere einer angrenzenden, Schicht mindestens eines anderen
Versteifungskörpers, insbesondere in Flächenerstreckung der Schicht, in dem ersten Zustand des Formelements bewegbar angeordnet.
Gegebenenfalls ist die Fixiervorrichtung als aufblasbare Fixiervorrichtung, insbesondere als Faltenbalg, Ballon oder Luftkolben ausgebildet. Durch das Aufblasen ist
gegebenenfalls ein Anpressdruck erzeugbar, wodurch die Versteifungselemente aneinander gepresst und zu einem Versteifungskörper verbunden werden können.
Der durch die aufblasbare Fixiervorrichtung erzeugte Anpressdruck kann großflächig auf die Versteifungselemente wirken. Ferner kann es durch die Verwendung einer Vielzahl von aufblasbaren Fixiervorrichtungen möglich sein, an verschiedenen Stellen des Formelements die Versteifungselemente im Wesentlich gleichzeitig miteinander, insbesondere reversibel, zu verbinden und gegebenenfalls im Wesentlichen gleichzeitig eine Vielzahl von Versteifungskörpern zu schaffen.
Bevorzugt umfasst das Formelement eine Vielzahl von Ballons, Faltenbälgen und/oder Luftkolben.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Versteifungskörper im ersten Zustand entlang der Flächenerstreckung ihrer Versteifungselemente gegenübereinander bewegbar sind, und dass die Versteifungskörper im zweiten Zustand über die aneinandergepressten Versteifungselemente gegenüber einander fixiert sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Versteifungselemente mindestens einer Schicht beabstandet voneinander angeordnet sind, und dass die Versteifungselemente dieser Schicht über mindestens einen, insbesondere elastisch, verformbaren Verbindungskörper verbunden sind.
Die verformbaren Verbindungskörper können aus Gummi, Kautschuk, Polyurethan, Latex, Silikon oder aus anderen elastischen Materialien bestehen oder Gummi,
Kautschuk, Polyurethan, Latex, Silikon oder andere elastische Materialien umfassen.
Durch die Verformbarkeit des mindestens einen Verbindungskörpers können die Schichten und insbesondere die Versteifungselemente der jeweiligen Schicht im ersten Zustand des Formelements entlang ihrer Flächenerstreckung gegenüber einander bewegt werden.
Im zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements können die Schichten, insbesondere die Versteifungselemente, quer, insbesondere normal, zu ihrer
Flächenerstreckung miteinander verbunden werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Versteifungselemente einer Schicht beabstandet voneinander angeordnet sind, wodurch zwischen den
Versteifungselementen dieser Schicht mindestens ein Zwischenraum freigehalten ist, und dass dieser Zwischenraum der Schicht entlang ihrer Flächenerstreckung versetzt zu mindestens einem Zwischenraum mindestens einer anderen Schicht, insbesondere mindestens einem Zwischenraum mindestens einer angrenzenden Schicht, angeordnet ist.
Dadurch, dass die Versteifungselemente einer Schicht beabstandet voneinander angeordnet sein können, sind Zwischenräume zwischen den Versteifungselementen vorhanden. Diese Zwischenräume können eine Bewegung der Versteifungselemente zueinander und auseinander ermöglichen.
Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Versteifungselementen einer Schicht, insbesondere die Länge des Zwischenraums, 1 % bis einschließlich 30 %,
insbesondere 5 % bis einschließlich 30 %, der Länge des jeweiligen
Versteifungselements. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Versteifungselemente flexibel biegbare
Flachkörper sind, und/oder dass die Versteifungselemente einen Elastizitätsmodul im Bereich von 0,3 MPa bis einschließlich 30 MPa, insbesondere im Bereich von 1 MPa bis einschließlich 3 MPa, aufweisen, und/oder dass die Versteifungselemente im zweiten Zustand des Formelements insbesondere druck- und zugfest sind.
Bevorzugt sind die Versteifungselemente hitzebeständig, kältebeständig,
feuchtebeständig und/oder dauerhaft elastisch.
Insbesondere weisen die Oberflächen der Versteifungselemente hohe
Reibungskoeffizienten, insbesondere einen Reibungskoeffizienten von größer 0,1 , bevorzugt einen Reibungskoeffizienten größer 0,5, auf. Diese Eigenschaften können durch passende Oberflächenstruktur, die passenden Materialien und/oder durch
Oberflächenbeschichtungen erreicht werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Versteifungselement einer Schicht im ersten Zustand des Formelements gegenüber mindestens einem
Versteifungselement einer anderen Schicht bewegbar angeordnet ist, und dass diese Bewegung bevorzugt entlang der Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht und/oder der Flächenerstreckung des jeweiligen Versteifungselements verläuft.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Versteifungselement einer Schicht im zweiten Zustand des Formelements mit mindestens einem Versteifungselement mindestens einer anderen Schicht zur Verfestigung des Formelements verbunden ist, und dass diese Verbindung bevorzugt quer, insbesondere normal, zu der
Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht und/oder der Flächenerstreckung des jeweiligen Versteifungselements erfolgt.
Insbesondere ist vorgesehen, dass mindestens ein Versteifungselement einer Schicht im ersten Zustand des Formelements gegenüber mindestens einem
Versteifungselement einer anderen Schicht, insbesondere gegenüber mindestens einem Versteifungselement einer angrenzenden Schicht, bevorzugt entlang der Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht und/oder der Flächenerstreckung des jeweiligen Versteifungselements, bewegbar angeordnet ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass mindestens ein Versteifungselement einer Schicht im zweiten Zustand des Formelements mit mindestens einem Versteifungselement mindestens einer anderen Schicht, insbesondere mit mindestens einem
Versteifungselement einer angrenzenden Schicht, zur Verfestigung des Formelements, insbesondere normal zu der Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht und/oder der Flächenerstreckung des jeweiligen Versteifungselements, miteinander verbunden ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann einer Bewegung eines
Versteifungselements entlang ihrer Flächenerstreckung die Richtung verstanden werden, in welche sich das Versteifungselement flächig erstreckt, und/oder die Richtung verstanden werden, welche der Fläche des jeweiligen Versteifungselements folgt.
Dadurch, dass die Versteifungselemente einer Schicht im ersten Zustand des
Formelements gegenüber Versteifungselementen einer anderen, insbesondere angrenzenden, Schicht entlang ihrer Flächenerstreckung bewegbar und/oder verschiebbar angeordnet sein können, kann das Formelement dreidimensional und flexibel verformt werden.
Ferner können die Versteifungselemente einer Schicht im ersten Zustand des
Formelements gegenüber den Versteifungselementen derselben Schicht bewegbar und/oder verschiebbar angeordnet sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der
Zwischenraum zwischen den Versteifungselementen derart bemessen ist, dass sich die Versteifungselemente bei der Verformung des Formelements auch bei einer Bewegung relativ zueinander nicht berühren.
Bevorzugt ist vorgesehen, das mindestens ein Versteifungselement einer Schicht gegenüber mindestens einem Versteifungselement einer angrenzenden Schicht beabstandet angeordnet ist, sodass eine Bewegung der Schichten möglich ist. Zur Verfestigung des Formelements können die Versteifungselemente im zweiten Zustand des Formelements, insbesondere kraftschlüssig und/oder reibschlüssig, insbesondere normal, zu ihrer Flächenerstreckung aneinander gepresst werden.
Hierbei können die Versteifungselemente einer Schicht normal zu ihrer
Flächenerstreckung mit Versteifungselementen einer anderen, insbesondere
angrenzenden, Schicht kraftschlüssig und/oder reibschlüssig aneinandergepresst werden.
Insbesondere kann jedes Versteifungselement im ersten Zustand des Formelements gegenüber jedem anderen Versteifungselement, bevorzugt gegenüber jedem, insbesondere flächig, anliegenden und/oder unter- und/oder oberhalb angeordneten Versteifungselement, bewegbar angeordnet sein.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Versteifungselement einer Schicht mit mindestens einem Versteifungselement einer anderen Schicht im zweiten Zustand des Formelements kraftschlüssig, insbesondere reversibel, verbunden ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das mindestens eine Versteifungselement zur kraftschlüssigen Verbindung eine Struktur und/oder eine Beschichtung, insbesondere eine Gummi- und/oder Polyurethanbeschichtung, aufweist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Versteifungselemente derart ausgestaltet sind, dass mindestens ein Versteifungselement einer Schicht mit mindestens einem
Versteifungselement mindestens einer anderen Schicht, insbesondere mit mindestens einem Versteifungselement einer angrenzenden Schicht, im zweiten Zustand des Formelements kraftschlüssig, insbesondere reversibel, verbindbar ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass mindestens ein Versteifungselement zur
kraftschlüssigen Verbindung mit mindestens einem Versteifungselement einer anderen Schicht, insbesondere mit mindestens einem Versteifungselement einer angrenzenden Schicht, eine Struktur und/oder eine Beschichtung, insbesondere eine Gummi- und/oder Polyurethanbeschichtung, aufweist. Die Oberfläche der Versteifungselemente oder das Versteifungselement selbst kann dazu eingerichtet sein, eine hohe Reibungskraft zu erzeugen, wenn die
Versteifungselemente aneinandergepresst sind.
Die Oberfläche der Versteifungselemente kann eine Struktur und/oder eine
Beschichtung aufweisen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Versteifungselement
streifenförmig, plattenförmig, kreisförmig, kreuzförmig, dreieckig, viereckig, vieleckig und/oder sternförmig ausgebildet ist, oder dass alle Versteifungselemente
streifenförmig, plattenförmig, kreisförmig, kreuzförmig, dreieckig, viereckig, vieleckig und/oder sternförmig ausgebildet sind.
Insbesondere kann das mindestens eine Versteifungselement dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig, neuneckig, zehneckig, elfeckig, zwölfeckig, dreizehneckig, vierzehneckig, fünfzehneckig und/oder vieleckig ausgebildet sein.
Insbesondere können alle Versteifungselemente dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig, siebeneckig, achteckig, neuneckig, zehneckig, elfeckig, zwölfeckig, dreizehneckig, vierzehneckig, fünfzehneckig und/oder vieleckig ausgebildet sein.
Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass die Versteifungselemente unterschiedlich ausgebildet sind. Bevorzugt ist vorgesehen, dass alle Versteifungselemente gleich ausgebildet sind.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass zur Führung von mindestens einem
Versteifungselement mindestens eine Führungsvorrichtung vorgesehen ist, und dass durch die mindestens eine Führungsvorrichtung die Relativbewegung des mindestens einen Versteifungselements nur entlang einer Richtung ermöglicht und wobei die Richtung der Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht folgt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens eine Schicht, insbesondere die an dem Beton anliegende Schicht des Formelements, eine größere Biegesteifigkeit aufweist als die anderen Schichten.
Durch die härtere und/oder steifere Schicht kann ermöglicht werden, dass der Beton der definierten Form des Formelements im zweiten Zustand folgt, ohne dass das
Formelement, insbesondere die am Beton anliegende Schicht, nachgibt.
Mit dem Formelement ist es gegebenenfalls möglich exakt definierte dreidimensionale Betonbauteile zu erzeugen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Schichten, insbesondere die
Versteifungselemente, von einer luftdichten Hülle, insbesondere einer Gummihülle, einer Latexhülle oder einer Polyurethanhülle, umgeben sind.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Formelement durch das Absaugen von Luft, insbesondere durch Anlegen eines Vakuums, von seinem ersten in seinen zweiten Zustand gebracht wird.
Durch das Absaugen von Luft aus der luftdichten Hülle, in welcher die Schichten, insbesondere die Versteifungselemente, angeordnet sein können, werden die
Schichten, insbesondere die Versteifungselemente, normal zu ihrer Flächenerstreckung reibschlüssig und/oder kraftschlüssig aneinandergepresst.
Durch das Aneinanderpressen kann das Formelement versteift und/oder verfestigt werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Formelement manuell, elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch verformt wird. Ferner kann das Formelement mit Hilfe von mindestens einem Aktuator, welcher gegebenenfalls auch vom Computer gesteuert ist, verformt werden. Beispielsweise kann zur Verformung des Formelements auch eine Schablone verwendet werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das verformte Formelement von seinem ersten in seinen zweiten Zustand gebracht wird.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung von mindestens einem
Formelement an einer Unterkonstruktion zur Bildung zumindest eines Teils einer Schalung für ein Betonteil, wobei die Unterkonstruktion aus einem Traggerüst gebildet ist oder die Unterkonstruktion ein Traggerüst umfasst, wobei das mindestens eine Formelement über mindestens eine Verbindungsvorrichtung mit der Unterkonstruktion verbunden ist, und wobei mindestens eine Vorrichtung, insbesondere mindestens eine Vakuumpumpe, vorgesehen ist, durch welche das mindestens eine Formelement von seinem ersten Zustand in seinen zweiten Zustand bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Formelement ein erfindungsgemäße Formelement ist.
Das Formelement kann dazu eingerichtet sein, mit einer herkömmlichen
Unterkonstruktion verbunden zu werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass am Formelement mindestens eine Anbindungsvorrichtung vorgesehen ist, welche über mindestens eine Verbindungsvorrichtung mit der Unterkonstruktion verbindbar ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehrere Formelemente direkt,
beispielsweise über Nut-Feder-Verbindungen, oder über Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente können beispielsweise aus Holz, aus Kunststoff oder aus Polyurethan bestehen.
Die Formelemente können über mindestens eine Nut-Feder-Verbindung, mindestens eine Passfeder, mindestens einen Reißverschluss, mindestens eine
Schwalbenschwanzverbindung, mindestens einen Verbindungsbeschlag, mindestens eine Zahnkupplung, mindestens einen Steckverschluss und/oder mindestens eine Keilverbindung miteinander und/oder mit dem Verbindungselement verbunden und/oder verbindbar sein.
Gegebenenfalls umfasst die Unterkonstruktion Metall, insbesondere Aluminium, Holz und/oder Kunststoff. Gegebenenfalls können die Formelemente auch über die Verbindungselemente mit der Unterkonstruktion verbunden sein.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Unterkonstruktion bereits eine vorab definierte Verformung aufweist und das Formelement bei der Verbindung des Formelements mit den Anbindungspunkten der verformten Unterkonstruktion verformbar ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Formelement mit der unverformten
Unterkonstruktion verbunden ist und das Formelement durch das Verformen der Unterkonstruktion verformbar ist.
Insbesondere kann das Formelement über eine einstellbare Verbindungsvorrichtung mit der Unterkonstruktion verbunden und/oder verbindbar sein. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Form, insbesondere die Krümmung, des Formelements über die Einstellung dieser Verbindungsvorrichtung, insbesondere über die Veränderung des Abstands des Formelements zu der Unterkonstruktion, erfolgt.
Gegebenenfalls kann die Verbindungsvorrichtung auch in alle Richtungen,
insbesondere um 360°, bewegbar bzw. einstellbar sein. In diesem Fall kann sich die Verbindungsvorrichtung der Krümmung des Formelements anpassen. Dadurch ist gegebenenfalls die Verbindungsvorrichtung, bevorzugt im Verbindungsbereich, normal zur Tangente der Krümmung des Formelements ausgerichtet.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das verformte Formelement mit der verformten Unterkonstruktion verbunden ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil, umfassend folgende Schritte: Bringen des
Formelements in eine vorab definierte Form, wobei sich das Formelement während des Verformens in seinem ersten Zustand befindet, Bringen des Formelements in seinen zweiten Zustand, insbesondere durch Absaugen der Luft aus der luftdichten Hülle mit einer Vakuumpumpe, wodurch die Schichten, insbesondere die Versteifungselemente, des Formelements zur Verfestigung des Formelements miteinander, insbesondere reversibel, verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Formelement ein erfindungsgemäßes Formelement ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte des Verfahrens wie zuvor beschrieben aufeinander folgen. In diesem Fall ist vorgesehen, dass das Formelement zuerst in eine vordefinierte Form gebracht wird. Anschließend wird das Formelement in seinen zweiten Zustand gebracht, wodurch die Schichten, insbesondere die
Versteifungselemente, reversibel miteinander verbunden werden.
Ferner kann, falls ein Vakuum in der luftdichten Hülle vorhanden ist, eine Reparatur der luftdichten Hülle, insbesondere der Gummihülle, leicht durchgeführt werden, da der die Undichtigkeit verschließende Stoff angesaugt werden kann.
Gegebenenfalls ist das Formelement auch über mindestens einen Faltenbalg, mindestens einen Ballon oder mindestens einen Luftkolben in seinen zweiten Zustand bringbar. Durch das Aufblasen des mindestens einen Ballons, des mindestens einen Faltenbalgs oder des mindestens einen Luftkolbens können die Versteifungselementen aneinander gepresst und das Formelement in seinen zweiten Zustand gebracht werden.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Formelement, wobei das Formelement in seinem ersten Zustand flexibel und dreidimensional verformbar ist, und wobei das Formelement in seinem zweiten Zustand, insbesondere in einer verformten Stellung des
Formelements, versteift und verfestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das
Formelement mindestens zwei flexible Schichten umfasst, die flächig
übereinanderliegend angeordnet sind, und dass die Schichten in dem zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements, insbesondere reversibel, miteinander verbunden sind.
Das Formelement kann zur Bildung zumindest eines Teils einer Schalung jeglicher Materialien, als Spritzgussform und/oder als Schablone, insbesondere als Laminier- Schablone im Bootsbau und/oder Modellbau, eingerichtet sein. Ferner kann das
Formelement dazu eingerichtet sein, als Unterkonstruktion für ein Ziegelgewölbe und/oder als Freiformfläche für eine Ziegelkonstruktionen und/oder Spritzbeton zu dienen.
Dieses Formelement kann jedes der oben genannten Merkmale einzeln oder in Kombination aufweisen.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich gegebenenfalls aus den
Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren.
Die Erfindung wird nun am Beispiel exemplarischer, nicht ausschließlicher und/oder nicht einschränkender Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
Figuren 1 a und 1 b zeigen eine schematische grafische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements in seinem ersten Zustand, Figur 2 zeigt eine schematische grafische Darstellung des erfindungsgemäßen Formelements der Figuren 1 a und 1 b in seinem zweiten Zustand,
Figur 3 zeigt eine schematische grafische Darstellung des erfindungsgemäßen Formelements der Figuren 1 a und 1 a in einem verformten ersten Zustand,
Figur 4 zeigt eine schematische grafische Darstellung von stapelförmig angeordneten Versteifungselementen,
Figuren 5a und 5b zeigen eine schematische grafische Darstellung einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements mit sternförmigen
Versteifungselementen,
Figuren 5c und 5d zeigen eine schematische grafische Darstellung einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements mit kreuzförmigen
Versteifungselementen,
Figuren 5e und 5f zeigen eine schematische grafische Darstellung einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements mit quadratischen
Versteifungselementen,
Figuren 6a, 6b und 6c zeigen schematische grafische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Formelements, wobei die
Versteifungselemente über verformbare Verbindungskörper verbunden sind, Figuren 7a und 7b zeigen eine schematische grafische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung,
Figuren 8a und 8b zeigen eine schematische grafische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements, und
die Figuren 9, 10 und 1 1 zeigen verschiedene Anordnungen des erfindungsgemäßen Formelements an einer Unterkonstruktion.
Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden
Komponenten:
Formelement 1 , Schicht 2, Versteifungselemente 3, Stapel 4, Zwischenraum 5,
Führungsvorrichtungen 6, Flächenerstreckung 7, Unterkonstruktion 8,
Verbindungskörper 9, Fixiervorrichtung 10 und Versteifungskörper 1 1.
Die Figuren 1 a und 1 b zeigen eine schematische grafische Darstellung des
erfindungsgemäßen Formelements 1 in seinem ersten Zustand. In der Figur 1 a ist das Formelement 1 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung dargestellt. In der Figur 1 b ist das Formelement 1 in einem Aufriss dargestellt. Zur besseren Ersichtlichkeit ist die luftdichte Hülle, welche die Schichten 2 umgibt, nicht dargestellt.
Das Formelement 1 gemäß dieser Ausführungsform ist zur Bildung von mindestens einem Teil einer Schalung für ein Betonteil eingerichtet. In dem ersten Zustand ist das Formelement 1 flexibel und dreidimensional verformbar.
Das Formelement 1 umfasst vier flexible Schichten 2, die flächig übereinanderliegend angeordnet sind.
Im ersten Zustand des Formelements 1 sind die Schichten 2 entlang ihrer
Flächenerstreckung 7 gegenüber mindestens einer angrenzenden Schicht 2 bewegbar. Mit anderen Worten sind die Versteifungselemente 3 einer Schicht 2 entlang der Flächenerstreckung 7 der Schicht 2 gegenüber den unterhalb und/oder den oberhalb angeordneten Versteifungselementen 3 bewegbar. Durch diese Bewegungsmöglichkeit der Schichten 2 bzw. Versteifungselemente 3 ist eine dreidimensionale Verformung des Formelements 1 möglich. Die einzelnen Schichten 2 können zur Verfestigung und/oder Versteifung des Formelements 1 in seinem zweiten Zustand ausschließlich kraftschlüssig und reversibel miteinander verbunden werden.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst jede Schicht 2 zwei Versteifungselemente 3. Diese Versteifungselemente 3 einer Schicht 2 überlappen die Versteifungselemente 3 der jeweils angrenzenden Schicht 2.
Ferner sind die Versteifungselemente 3 einer Schicht 2 dazu eingerichtet, mit den Versteifungselementen 3 mindestens einer angrenzender Schichten 2 reversibel und kraftschlüssig verbunden zu werden.
Gemäß dieser Ausführungsform weisen die Versteifungselemente 3 eine Struktur und eine Polyurethanbeschichtung auf.
Die Versteifungselemente 3 jeder Schicht 2 sind beabstandet von den
Versteifungselementen 3 der gleichen Schicht 2 angeordnet, wodurch zwischen den Versteifungselementen 3 der Schicht 2 Zwischenräume 5 freigehalten sind.
Die Zwischenräume 5 einer Schicht 2 sind entlang ihrer Flächenerstreckung 7 versetzt zu den Zwischenräumen 5 der mindestens einen angrenzenden Schicht 2 angeordnet.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die erste Schicht 2, welche an dem Beton anliegt, nicht gezeigt. Diese Schicht 2 besteht aus mindestens einem Versteifungselement 3, welches die auftretenden Kräfte, wie beispielweise den Betondruck, aufnehmen kann.
In Figur 2 ist das erfindungsgemäße Formelement 1 gemäß der Figuren 1 a und 1 b in seinem zweiten Zustand dargestellt. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß Figur 2 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a und/oder 1 b entsprechen. Im zweiten Zustand des Formelements 1 sind die Schichten 2 normal zu ihrer
Flächenerstreckung 7 mit mindestens einer anderen Schicht 2, insbesondere mit einer angrenzenden Schicht 2, verbunden. Mit anderen Worten sind die Schichten 2 des Formelements 1 im zweiten Zustand des Formelements 1 flächig aneinandergepresst.
In Figur 3 ist ein erfindungsgemäßes verformtes Formelement 1 , welches acht
Schichten 2 umfasst, in seinem ersten Zustand dargestellt. Die Merkmale der
Ausführungsform gemäß Figur 3 können bevorzugt den Merkmalen der
Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b und/oder 2 entsprechen.
Wenn das Formelement 1 in diesem verformten Zustand in seinen zweiten Zustand gebracht wird, wird ein versteiftes und/oder verfestigtes Formelement 1 erhalten, welches die in der Figur 3 gezeigte Verformung aufweist.
Figur 4 zeigt eine Anordnung von Versteifungselementen 3, welche im Wesentlichen übereinander angeordnet sind und einen Stapel 4 bilden. Die Merkmale der
Ausführungsform gemäß Figur 4 können bevorzugt den Merkmalen der
Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2 und/oder 3 entsprechen.
Der erste Stapel 4 ist kammförmig in den zweiten Stapel 4 gesteckt, sodass die Versteifungselemente 3 des ersten Stapels 4 zwischen die Versteifungselemente 3 des zweiten Stapels 4 ragen.
Die Figuren 5a und 5b zeigen sternförmige Versteifungselemente 3 und ein daraus gebildetes erfindungsgemäßes Formelement 1. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 5a und 5b können bevorzugt den Merkmalen der
Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2, 3 und/oder 4 entsprechen.
Die Figuren 5c und 5d zeigen kreuzförmige Versteifungselemente 3 und ein daraus gebildetes erfindungsgemäßes Formelement 1. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 5c und 5d können bevorzugt den Merkmalen der
Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a und/oder 5b entsprechen. Die Figuren 5e und 5f zeigen quadratische Versteifungselemente 3 und ein daraus gebildetes erfindungsgemäßes Formelement 1. Die stapelförmig angeordneten
Versteifungselemente 3 sind über Fixiervorrichtungen 10 zu Versteifungskörpern 1 1 miteinander verbunden. Die Versteifungskörper 1 1 sind kammförmig in mindestens einen anderen Versteifungskörper 11 gesteckt, sodass die Versteifungselemente 3 des einen Versteifungskörpers 1 1 zwischen die Versteifungselemente 3 des anderen Versteifungskörpers 1 1 ragen.
Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 5e und 5f können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c und/oder 5d entsprechen.
Die Figur 6a zeigt eine schematische grafische dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements und einen Schnitt durch diese Darstellung. Gemäß dieser Ausführungsform sind die quadratischen
Versteifungselemente 3 über, insbesondere elastisch, verformbare Verbindungskörper 9 verbunden.
Die Figur 6b zeigt eine schematische grafische dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements und einen Schnitt durch diese Darstellung. Gemäß dieser Ausführungsform sind die kreisförmigen
Versteifungselemente 3 über, insbesondere elastisch, verformbare Verbindungskörper 9 verbunden.
Die Figur 6c zeigt eine schematische grafische dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formelements und einen Schnitt durch diese Darstellung. Gemäß dieser Ausführungsform sind die dreieckigen Versteifungselemente 3 über, insbesondere elastisch, verformbare Verbindungskörper 9 verbunden.
Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 6a, 6b und 6c können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e und/oder 5f entsprechen. Durch die verformbaren Verbindungskörper 9 sind die Versteifungselemente 3 der jeweiligen Schicht 2 miteinander verbunden, sodass unter anderem bei der Montage eine einfache Ausrichtung der Versteifungselemente 3 zueinander ermöglicht wird.
Ferner können die Versteifungselemente 3 einer Schicht 2 gegenüber einander bewegt werden. Insbesondere ist eine Bewegung der miteinander verbundenen
Versteifungselemente 3 einer Schicht 2 bevorzugt entlang der Flächenerstreckung 7 der jeweiligen Schicht 2 und/oder der Flächenerstreckung 7 des jeweiligen
Versteifungselements 3 möglich.
In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass für die kraftschlüssige
Verbindung der einzelnen Schichten 2 eine Überlappung der Versteifungselemente 3 der verschiedenen Schichten 2 erforderlich ist.
Die Figuren 7a und 7b zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung 6. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 7a und 7b können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 6a, 6b und/oder 6c entsprechen.
In der Figur 7a ist die Führungsvorrichtung 6 ohne Versteifungselemente 3 und in der Figur 7b ist die Führungsvorrichtung 6 mit darin angeordneten Versteifungselementen 3 gezeigt.
Durch die Führungsvorrichtung 6 kann die Relativbewegung der darin angeordneten Versteifungselemente 3 eingeschränkt werden. Insbesondere wird durch die
Führungsvorrichtung 6 eine Relativbewegung nur entlang einer Richtung ermöglicht, wobei diese Richtung der Flächenerstreckung 7 der jeweiligen Schicht 2 folgt.
Die Figur 8a und 8b zeigen schematische grafische Darstellungen einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formelements in einer verformten Position, wobei die Versteifungselemente 3 in der Figur 8a in einer Hülle und in Figur 8b ohne eine Hülle dargestellt sind. Die Versteifungselemente 3 der Schichten 2 dieser Ausführungsform sind stapelförmig übereinander angeordnet. Die Stapel 4 sind kammförmig in mindestens einen anderen Stapel 4 gesteckt, sodass die Versteifungselemente 3 des einen Stapels 4 zwischen die Versteifungselemente 3 des mindestens einen anderen Stapels 4 ragen.
Die am Beton anliegende Schicht 2 des Formelements 1 weist eine größere
Biegesteifigkeit auf als die anderen Schichten 2. Diese Schicht 2 ist dazu eingerichtet, dass der Beton der definierten Form des Formelements 1 im zweiten Zustand folgt, ohne dass das Formelement 1 , insbesondere die am Beton anliegende Schicht 2, nachgibt.
Somit ist es mit dem Formelement 1 möglich, exakt definierte dreidimensionale
Betonbauteile zu erzeugen.
Die Merkmale der Ausführungsformen gemäß den Figuren 9, 10 und/oder 1 1 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 6a, 6b, 6c, 7a und/oder 7b entsprechen.
Die Figuren 9, 10 und 1 1 zeigen verschiedene Anordnungen von einem
erfindungsgemäßen Formelement 1 an einer Unterkonstruktion 8 zur Bildung von zumindest einem Teil einer Schalung für ein Betonteil. Die Merkmale der
Ausführungsformen gemäß den Figuren 9, 10 und/oder 1 1 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 a, 1 b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 8a und/oder 8b entsprechen.
Gemäß Figur 9 wird die Unterkonstruktion 8 auf eine definierte Form eingestellt und/oder zu einer definierten Form verformt. Anschließend wird das Formelement 1 über mindestens eine Verbindungsvorrichtung in seinem ersten Zustand an der Unterkonstruktion 8 angebracht, wodurch das Formelement 1 in die gewünschte Form bringbar ist. Sobald das Formelement 1 seine gewünschte Form hat, kann das Formelement 1 von seinem ersten Zustand in seinen zweiten Zustand gebracht werden, wodurch das Formelement 1 versteift und verfestigt wird.
Gemäß Figur 10 kann das Formelement 1 in seinem ersten Zustand mit einer unverformten Unterkonstruktion 8 verbunden werden. Anschließend kann die
Unterkonstruktion 8 und das damit verbundene Formelement 1 verformt werden.
Sobald das Formelement 1 seine gewünschte Form hat, kann das Formelement 1 von seinem ersten Zustand in seinen zweiten Zustand gebracht werden, wodurch das Formelement 1 versteift und verfestigt wird.
Gemäß Figur 1 1 kann das Formelement 1 in seinem ersten Zustand verformt, dann in seinen zweiten Zustand gebracht und anschließend mit einer Unterkonstruktion 8 verbunden werden.
Diese Konfiguration kann in allen Ausführungsformen vorgesehen sein.
Durch diese beispielhafte Konfiguration können die erfindungsgemäßen Effekte erzielt werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen, sondern umfasst jegliches Formelement 1 , jegliche Anordnung und jegliches Verfahren gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen.

Claims

Patentansprüche
1. Formelement (1 ) zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein
Betonteil,
- wobei das Formelement (1 ) in seinem ersten Zustand flexibel und
dreidimensional verformbar ist,
- und wobei das Formelement (1 ) in seinem zweiten Zustand, insbesondere in einer verformten Stellung des Formelements (1 ), versteift und verfestigt ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Formelement (1 ) mindestens zwei flexible Schichten (2) umfasst, die flächig übereinanderliegend angeordnet sind,
- und dass die Schichten (2) in dem zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements (1 ), insbesondere reversibel, miteinander verbunden sind.
2. Formelement (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten
(2) im zweiten Zustand flächig aneinandergepresst und dadurch kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
3. Formelement (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass mindestens eine Schicht (2) im ersten Zustand entlang ihrer
Flächenerstreckung (7) gegenüber mindestens einer anderen Schicht (2), insbesondere gegenüber einer angrenzenden Schicht (2), bewegbar angeordnet ist,
- und dass mindestens eine Schicht (2) im zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements (1 ) quer, insbesondere normal, zu ihrer Flächenerstreckung (7) mit mindestens einer anderen Schicht (2), insbesondere mit einer angrenzenden Schicht (2), verbunden ist.
4. Formelement (1 ) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
- dass die Schichten (2) jeweils aus mindestens einem Versteifungselement (3) gebildet sind, - oder dass die Schichten (2) jeweils mindestens ein Versteifungselement (3) umfassen,
- und insbesondere dass mindestens ein Versteifungselement (3) einer
Schicht (2) mindestens ein Versteifungselement (3) einer anderen Schicht (2), insbesondere einer angrenzenden Schicht (2), überlappt.
5. Formelement (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
- dass mehrere Versteifungselemente (3) übereinander liegend angeordnet sind und einen Stapel (4) bilden,
- und dass ein Stapel (4) kammförmig in mindestens einen anderen Stapel (4) gesteckt ist, sodass die Versteifungselemente (3) des einen Stapels (4) zwischen die Versteifungselemente (3) des mindestens einen anderen Stapels (4) ragen.
6. Formelement (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
- dass mindestens ein Stapel (4) in dem ersten Zustand des Formelements (1 ) durch mindestens eine Fixiervorrichtung (10), wie insbesondere durch mindestens eine Schraube, durch mindestens einen aufblasbaren Balg, durch mindestens einen aufblasbaren Ballon und/oder durch mindestens einen Luftkolben, zu einem Versteifungskörper (1 1 ) verbunden ist,
- und dass der Versteifungskörper (1 1 ) kammförmig in mindestens einen
anderen Stapel (4) und/oder Versteifungskörper (1 1 ) gesteckt ist, sodass die Versteifungselemente (3) des einen Versteifungskörpers (1 1 ) zwischen die Versteifungselemente (3) des anderen Stapels (4) und/oder
Versteifungskörpers (11 ) ragen.
7. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Versteifungskörper (1 1 ) im ersten Zustand entlang der
Flächenerstreckung (7) ihrer Versteifungselemente (3) gegenübereinander bewegbar sind,
- und dass die Versteifungskörper (1 1 ) im zweiten Zustand über die
aneinandergepressten Versteifungselemente (3) gegenüber einander fixiert sind.
8. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Versteifungselemente (3) mindestens einer Schicht (2) beabstandet voneinander angeordnet sind,
- und dass die Versteifungselemente (3) dieser Schicht über mindestens einen, insbesondere elastisch, verformbaren Verbindungskörper (9) verbunden sind.
9. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Versteifungselemente (3) einer Schicht (2) beabstandet voneinander angeordnet sind, wodurch zwischen den Versteifungselementen (3) dieser Schicht (2) mindestens ein Zwischenraum (5) freigehalten ist,
- und dass dieser Zwischenraum (5) der Schicht (2) entlang ihrer
Flächenerstreckung (7) versetzt zu einem Zwischenraum (5) einer anderen Schicht (2), insbesondere der angrenzenden Schicht (2), angeordnet ist.
10. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Versteifungselemente flexibel biegbare Flachkörper sind,
- und/oder dass die Versteifungselemente einen Elastizitätsmodul im Bereich von 0,3 MPa bis einschließlich 30 MPa, insbesondere einen Elastizitätsmodul im Bereich von 1 MPa bis 3 MPa, aufweisen,
- wobei die Versteifungselemente im zweiten Zustand des Formelements
insbesondere druck- und zugfest sind.
11. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
- dass mindestens ein Versteifungselement (3) einer Schicht (2) im ersten
Zustand des Formelements (1 ) gegenüber mindestens einem
Versteifungselement (3) einer anderen Schicht (2) bewegbar angeordnet ist,
- und dass diese Bewegung bevorzugt entlang der Flächenerstreckung (7) der jeweiligen Schicht (2) und/oder der Flächenerstreckung (7) des jeweiligen Versteifungselements (3) verläuft.
12. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass mindestens ein Versteifungselement (3) einer Schicht (2) im zweiten Zustand des Formelements (1 ) mit mindestens einem Versteifungselement (3) mindestens einer anderen Schicht (2) zur Verfestigung des Formelements (1 ) verbunden ist,
- und dass diese Verbindung bevorzugt quer, insbesondere normal, zu der Flächenerstreckung (7) der jeweiligen Schicht (2) und/oder der
Flächenerstreckung (7) des jeweiligen Versteifungselements (3) erfolgt.
13. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Versteifungselement (3) einer Schicht (2) mit mindestens einem Versteifungselement (3) einer anderen Schicht (2) im zweiten Zustand des Formelements (1 ) kraftschlüssig, insbesondere reversibel, verbunden ist.
14. Formelement (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das
mindestens eine Versteifungselement (3) zur kraftschlüssigen Verbindung eine Struktur und/oder eine Beschichtung, insbesondere eine Gummi- und/oder Polyurethanbeschichtung, aufweist.
15. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 14 dadurch gekennzeichnet,
- dass mindestens ein Versteifungselement (3) streifenförmig, plattenförmig, kreisförmig, kreuzförmig, dreieckig, viereckig, vieleckig und/oder sternförmig ausgebildet ist,
- oder dass alle Versteifungselemente (3) streifenförmig, plattenförmig,
kreisförmig, kreuzförmig, dreieckig, viereckig, vieleckig und/oder sternförmig ausgebildet sind.
16. Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
- dass zur Führung mindestens eines Versteifungselements (3) eine
Führungsvorrichtung (6) vorgesehen ist,
- und dass durch die Führungsvorrichtung (6) die Relativbewegung des
Versteifungselements (3) nur entlang einer Richtung ermöglicht und wobei die Richtung der Flächenerstreckung (7) der jeweiligen Schicht (2) folgt.
17. Formelement (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht (2), insbesondere die an dem Beton anliegende Schicht (2) des Formelements (1 ), eine größere Biegesteifigkeit aufweist als die anderen Schichten (2).
18. Formelement (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schichten (2), insbesondere die Versteifungselemente (3), von einer luftdichten Hülle, insbesondere einer Gummihülle, einer Latexhülle oder einer Polyurethanhülle, umgeben sind.
19. Anordnung mindestens eines Formelements (1 ) an einer Unterkonstruktion (8) zur Bildung zumindest eines Teils einer Schalung für ein Betonteil,
- wobei die Unterkonstruktion (8) aus einem Traggerüst gebildet ist oder die Unterkonstruktion (8) ein Traggerüst umfasst,
- wobei das mindestens eine Formelement (1 ) über mindestens eine
Verbindungsvorrichtung mit der Unterkonstruktion (8) verbunden ist,
- und wobei mindestens eine Vorrichtung, insbesondere mindestens eine
Vakuumpumpe, vorgesehen ist, durch welche das mindestens eine
Formelement (1 ) von seinem ersten Zustand in seinen zweiten Zustand bringbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass das mindestens eine Formelement (1 ) ein Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ist.
20. Verfahren zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil mit einem Formelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend folgende Schritte:
- Bringen des Formelements (1 ) in eine vorab definierte Form, wobei sich das Formelement (1 ) während des Verformens in seinem ersten Zustand befindet,
- Bringen des Formelements (1 ) in seinem zweiten Zustand, insbesondere
durch Absaugen der Luft aus der luftdichten Hülle mit einer Vakuumpumpe, wodurch die Schichten (2) des Formelements (1 ) zur Verfestigung des
Formelements (1 ) miteinander, insbesondere reversibel, verbunden werden.
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