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EP3980611B1 - 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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Publication number
EP3980611B1
EP3980611B1 EP20731440.2A EP20731440A EP3980611B1 EP 3980611 B1 EP3980611 B1 EP 3980611B1 EP 20731440 A EP20731440 A EP 20731440A EP 3980611 B1 EP3980611 B1 EP 3980611B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stiffening
layer
form element
state
stiffening elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20731440.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3980611C0 (de
EP3980611A1 (de
Inventor
Ivan Tochev
Victor Said NAJJAR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Najjar Rames
Tochev Yvan
Original Assignee
Najjar Rames
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Najjar Rames filed Critical Najjar Rames
Publication of EP3980611A1 publication Critical patent/EP3980611A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3980611C0 publication Critical patent/EP3980611C0/de
Publication of EP3980611B1 publication Critical patent/EP3980611B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G9/00—Forming or shuttering elements for general use
    • E04G9/08—Forming boards or similar elements, which are collapsible, foldable, or able to be rolled up
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04G11/06—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs for walls, e.g. curved end panels for wall shutterings; filler elements for wall shutterings; shutterings for vertical ducts
    • E04G11/062—Forms for curved walls
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    • E04G11/04—Forms, shutterings, or falsework for making walls, floors, ceilings, or roofs for structures of spherical, spheroid or similar shape, or for cupola structures of circular or polygonal horizontal or vertical section; Inflatable forms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
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    • B28B7/0002—Auxiliary parts or elements of the mould
    • B28B7/0014—Fastening means for mould parts, e.g. for attaching mould walls on mould tables; Mould clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/22—Moulds for making units for prefabricated buildings, i.e. units each comprising an important section of at least two limiting planes of a room or space, e.g. cells; Moulds for making prefabricated stair units
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    • E04G11/062—Forms for curved walls
    • E04G11/065—Forms for curved walls with mechanical means to modify the curvature
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    • E04G17/00—Connecting or other auxiliary members for forms, falsework structures, or shutterings
    • E04G17/14—Bracing or strutting arrangements for formwalls; Devices for aligning forms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04G11/045—Inflatable forms

Definitions

  • the invention relates to a mold element, an arrangement of the mold element and a method according to patent claims 1, 14, 15.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art.
  • the object of the invention is to create a form element for forming at least part of a formwork for a concrete part, which is simple and can be reversibly deformed three-dimensionally.
  • the object of the invention is, among other things, to create a form element which, due to its reversible deformability, can be used several times in a wide variety of shapes as a formwork element and is therefore more cost-effective and environmentally friendly than conventional formwork elements.
  • the form element should be able to be brought into the desired shape directly at the location where the concrete part is to be formed, for example on a construction site.
  • the invention particularly relates to a mold element for forming at least part of a formwork for a concrete part, wherein the mold element is flexible and three-dimensionally deformable in its first state, and wherein the mold element is stiffened and solidified in its second state, in particular in a deformed position of the mold element.
  • the molded element comprises at least two flexible layers which are arranged flatly one above the other and that the layers are connected to one another in the second state to solidify the molded element, in particular reversibly.
  • the form element can be used to form a formwork for a concrete part or a concrete component.
  • the form 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, can be flexibly and three-dimensionally deformed.
  • the shaped element can be deformed into a simply curved surface, which is preferably developable.
  • the shaped element can be deformed into a doubly 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 in both an undeformed and a deformed state in order to stiffen and strengthen it.
  • the molded element comprises 2 to 500 layers inclusive, in particular 5 to 100 layers inclusive, or that the molded element is formed from 2 to 500 layers inclusive, in particular from 5 to 100 layers inclusive.
  • the mold element may 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 arranged flatly one above the other and/or extend flatly, in particular mainly along their main extension directions.
  • Each layer can extend in three directions, wherein the longitudinal and transverse extension of the respective layer is preferably many times greater than its height.
  • planar extension or surface extension of the respective layer can be understood as an extension along the main extension directions of the layer.
  • this layer can form a wide surface and/or this layer can spread out over a surface.
  • the layers can be pressed flat against one another in the second state, the different layers, in particular the adjacent, superimposed and/or superimposed layers, are connected to one another in a particularly force-fitting and/or frictional manner.
  • the layers in the second state can be connected to one another exclusively by force, in particular exclusively by friction.
  • the connection, in particular the force-fitting 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 mold 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 material.
  • at least one magnet, in particular at least one permanent magnet and/or at least one electromagnet, and/or at least one magnetic material can also be arranged on the mold element in such a way that the magnetic force that can be generated by this at least one magnet presses the layers together in the second state of the mold element and in particular connects them to one another in a force-fitting manner.
  • the at least one magnet can be designed to press the layers together in the second state of the mold element so that the mold element is stiffened.
  • the mold element comprises at least one pair of magnets. Furthermore, at least one pair of magnets can also be arranged on the mold element in such a way that the magnetic force generated by at least one magnet of the pair of magnets can be produced, which presses the layers together in the second state of the molded element and in particular connects them with one another in a force-fitting manner.
  • At least one magnet pair may comprise at least one permanent magnet and at least one electromagnet.
  • the at least one electromagnet may comprise at least one ferromagnetic core.
  • the shaped element and the magnets can be designed such that when no current flows through the coil of the electromagnet, the core of the electromagnet is attracted to the permanent magnet, whereby the layers are connected to one another, in particular reversibly and force-fittingly, to solidify the shaped element. Furthermore, the shaped element and the magnets can be designed such that when current flows through the coil of the electromagnet, the field generated by the electromagnet balances and/or cancels out the field generated by the permanent magnet. This allows the shaped element to be brought into its first state in which it is flexible and three-dimensionally deformable. In particular, 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 may comprise at least two electromagnets.
  • At least one magnet pair may comprise at least two permanent magnets.
  • At least one magnet can be rotated, in particular by 180°. If the magnets are aligned 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. If the magnets are aligned in opposite directions, the magnetic fields generated by the magnets can subtract and/or cancel each other out, whereby the molded element is brought into its first state in which it is flexible and three-dimensionally deformable.
  • connection in particular the force-fitting connection, of the layers in the second state of the molded element is carried out by a device, in particular a screw, a clamp, or the like.
  • At least one layer in the first state is arranged to be movable along its surface extension relative to at least one other layer, in particular relative to an adjacent layer, and that at least one layer in the second state is connected to at least one other layer, in particular to an adjacent layer, transversely, in particular perpendicularly, to its surface extension in order to solidify the shaped element.
  • a movement of a layer along its surface extension can be understood as the direction in which the layer extends flatly and/or the direction which follows the surface of the respective layer.
  • the adjacent layer can be understood as the layer which is arranged below and/or above a layer.
  • the layers in the first state of the mold element can be arranged so as to be movable and/or displaceable relative to one another along their surface extension, the mold element can be deformed three-dimensionally and flexibly.
  • the layers in the second state of the molded element are pressed against one another, in particular in a force-fitting and/or friction-fitting manner, normal to the surface extension of the respective layer.
  • each layer of the mold element can be arranged to be movable relative to any other layer, preferably relative to any adjacent layer.
  • 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 a layer overlaps at least one stiffening element of another layer, in particular at least one stiffening element of an adjacent layer.
  • the at least one stiffening element can be, in particular substantially, incompressible and/or, in particular substantially, inextensible.
  • the layers, in particular the stiffening elements of the layers are designed to be connected to one another, in particular reversibly, by means of a vacuum and/or a negative pressure.
  • a vacuum in particular a vacuum generated in the airtight casing using a vacuum pump
  • sufficiently high contact pressures can be generated, whereby the layers, in particular the stiffening elements of the various layers, can be connected.
  • the entire surface of the molded element, 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.
  • the stiffening elements can comprise paper, wood, textile, metal, plastic, spring steel and/or composite materials.
  • a layer consists of only one stiffening element.
  • each layer can comprise a plurality of thin stiffening elements.
  • each layer comprises 5 to 1000, in particular 50 to 500, preferably 50 to 200, stiffening elements.
  • each layer comprises 2 to inclusive of 500, in particular 25 to 250 inclusive, preferably 25 to 100 inclusive, stiffening elements per m 2 of the shaped 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.
  • each stiffening element has a length of 1 cm up to and including 100 cm, in particular a length of 20 cm up to and including 30 cm.
  • At least two stiffening elements are arranged substantially one above the other and form a stack, and that the stack is inserted in a comb-like manner into at least one other stack, so that the stiffening elements of one stack protrude between the stiffening elements of the at least one other stack.
  • a stack can be understood as an arrangement of at least two stiffening elements which lie essentially one above the other and/or on top of one another.
  • the stiffening elements are optionally stacked one above the other, like cards in a stack of cards.
  • the stiffening elements of the stack can, on the one hand, be arranged essentially one above the other.
  • the stiffening elements of the stack can also protrude beyond one another, in particular in their main extension directions.
  • comb-shaped interlocking can be understood as a pushing or interlocking of two stacks, wherein the stiffening elements of one stack protrude between the stiffening elements of at least one other stack.
  • a stack can be connected to another stack via just a single stiffening element. This means that, if necessary, the single 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 is arranged in the first and/or second state of the molded 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 arranged to be movable relative to at least one, in particular flat, adjacent stiffening element of another, in particular an adjacent, layer of at least one other stack, in particular in the surface extension of the layer, in the first state of the molded element.
  • 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 is inserted in a comb-like manner into at least one other stack and/or into at least one other stiffening body, so that the stiffening elements of one stiffening body protrude between the stiffening elements of the at least one other stack and/or of the at least one other stiffening body.
  • 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 is inserted in a comb-like manner into at least one other stack and/or into at least one other stiffening body, so that the stiffening elements of one stiffening body protrude between the stiffening elements of the at least one other stack and/
  • the fixing device enables the stiffening elements stacked and/or lying on top of one another to be connected to form a stiffening body.
  • the stiffening elements connected to form the stiffening body can optionally be connected to one another in both the first and the second state of the molded element, in particular in a substantially immovable manner.
  • At least one stiffening element of at least one stiffening body is in the first and/or in the second state of the shaped element, arranged at a distance from at least one stiffening element of at least one other stiffening body, in particular at a distance from at least one stiffening element of the same layer.
  • At least one stiffening element of at least one stiffening body is arranged to be movable relative to 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, in the first state of the shaped element.
  • the fixing device is designed as an inflatable fixing device, in particular as a bellows, balloon or air piston. By inflating it, a contact pressure can be generated, whereby the stiffening elements can be pressed against each other and connected to form a stiffening body.
  • the contact pressure generated by the inflatable fixing device can act on the stiffening elements over a large area. Furthermore, by using a large number of inflatable fixing devices, it can be possible to connect the stiffening elements to one another at different points on the molded element essentially simultaneously, in particular reversibly, and optionally to create a large number of stiffening bodies essentially simultaneously.
  • the mold element comprises a plurality of balloons, bellows and/or air pistons.
  • stiffening bodies in the first state are movable relative to one another along the surface extension of their stiffening elements, and that the stiffening bodies in the second state are fixed relative to one another via the stiffening elements pressed against one another.
  • the 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 bodies may consist of rubber, rubber, polyurethane, latex, silicone or other elastic materials or may comprise rubber, rubber, polyurethane, latex, silicone or other elastic materials.
  • the layers and in particular the stiffening elements of the respective layer can be moved relative to one another along their surface extension in the first state of the shaped element.
  • the layers in particular the stiffening elements, can be connected to one another transversely, in particular perpendicularly, to their surface extension.
  • the stiffening elements of a layer are arranged at a distance from one another, whereby at least one intermediate space is kept free between the stiffening elements of this layer, and that this intermediate space of the layer is arranged offset along its surface extension to at least one intermediate space of at least one other layer, in particular at least one intermediate space of at least one adjacent layer.
  • stiffening elements of a layer can be arranged at a distance from one another, there are gaps between the stiffening elements. These gaps can allow the stiffening elements to move towards and away from one another.
  • the distance between the stiffening elements of a layer is 1% up to and including 30%, in particular 5% up to and including 30%, of the length of the respective stiffening element.
  • the stiffening elements are flexibly bendable flat bodies, and/or that the stiffening elements have a modulus of elasticity in the range from 0.3 MPa to 30 MPa inclusive, in particular in the range from 1 MPa to 3 MPa inclusive, and/or that the stiffening elements are in particular compressive and tensile-resistant in the second state of the shaped element.
  • the stiffening elements are heat-resistant, cold-resistant, moisture-resistant and/or permanently elastic.
  • the surfaces of the stiffening elements have high friction coefficients, in particular a friction coefficient of greater than 0.1, preferably a friction coefficient of greater than 0.5.
  • These properties can be achieved by means of a suitable surface structure, the appropriate materials and/or by means of surface coatings.
  • At least one stiffening element of a layer is arranged to be movable relative to at least one stiffening element of another layer in the first state of the molded element, 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 preferably takes place transversely, in particular perpendicularly, to 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 first state of the molded element is arranged relative to at least one stiffening element of another layer, in particular relative to 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 arranged to be movable.
  • 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, in particular to at least one stiffening element of an adjacent layer, for strengthening the molded element, in particular normal to the surface extension of the respective layer and/or the surface extension of the respective stiffening element.
  • a movement of a stiffening element along its surface extension can be understood as the direction in which the stiffening element extends flatly and/or the direction which follows the surface of the respective stiffening element.
  • the stiffening elements of one layer in the first state of the molded element can be arranged so as to be movable and/or displaceable along their surface extension relative to stiffening elements of another, in particular adjacent, layer, the molded element can be deformed three-dimensionally and flexibly.
  • the stiffening elements of a layer can be arranged so as to be movable and/or displaceable relative to the stiffening elements of the same layer in the first state of the molded element. It is preferably provided that the space between the stiffening elements is dimensioned such that the stiffening elements do not touch one another 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 shaped element, in particular in a force-fitting and/or friction-fitting manner, in particular normally, to their surface extension.
  • stiffening elements of one layer can be pressed together with stiffening elements of another, in particular adjacent, layer in a force-fitting and/or frictional manner perpendicular to their surface extension.
  • each stiffening element in the first state of the molded element can be arranged to be movable relative to any other stiffening element, preferably relative to any stiffening element that is in particular flat, adjacent and/or arranged below and/or above.
  • At least one stiffening element of one layer is non-positively, in particular reversibly, connected to at least one stiffening element of another layer 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 force-fitting connection.
  • the stiffening elements are designed such that at least one stiffening element of a layer can be connected in a force-fitting manner, in particular reversibly, to at least one stiffening element of at least one other layer, in particular to at least one stiffening element of an adjacent layer, in the second state of the molded element.
  • At least one stiffening element has a structure and/or a coating, in particular a rubber and/or polyurethane coating, for the non-positive connection with at least one stiffening element of another layer, in particular with at least one stiffening element of an adjacent layer.
  • the surface of the stiffening elements or the stiffening element itself can be designed to generate a high frictional force when the stiffening elements are pressed against each other.
  • the surface of the stiffening elements may have a structure and/or a coating.
  • At least one stiffening element is strip-shaped, plate-shaped, circular, cross-shaped, triangular, square, polygonal and/or star-shaped, or that all stiffening elements are strip-shaped, plate-shaped, circular, cross-shaped, triangular, square, polygonal and/or star-shaped.
  • the at least one stiffening element can be triangular, square, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, nonagonal, decagonal, eleven-sided, twelve-sided, thirteen-sided, fourteen-sided, fifteen-sided and/or polygonal.
  • all stiffening elements can be triangular, square, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, nonagonal, decagonal, eleven-sided, twelve-sided, thirteen-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.
  • At least one guide device is provided for guiding at least one stiffening element, and that the at least one guide device enables the relative movement of the at least one stiffening element only along one direction, and wherein the direction follows the surface extension of the respective layer.
  • At least one layer in particular the layer of the form element adjacent to the concrete, has a greater flexural rigidity than the other layers.
  • the harder and/or stiffer layer can enable the concrete to follow the defined shape of the form element in the second state without the form element, in particular the layer adjacent to the concrete, giving way.
  • the layers, in particular the stiffening elements are surrounded by an airtight covering, in particular a rubber covering, a latex covering or a polyurethane covering.
  • the mold element is brought from its first to its second state by sucking out air, in particular by applying a vacuum.
  • the layers, in particular the stiffening elements By sucking air out of the airtight casing in which the layers, in particular the stiffening elements, can be arranged, the layers, in particular the stiffening elements, are pressed against one another in a frictional and/or force-fitting manner normal to their surface extension.
  • the molded element By pressing them together, the molded 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 can also be controlled by a computer.
  • a template can also be used to deform the shaped element.
  • the invention relates to an arrangement according to claim 14.
  • the molded element can be designed to be connected to a conventional substructure.
  • at least one connection device is provided on the molded element, which can be connected to the substructure via at least one connecting device.
  • two or more molded elements are connected to one another directly, for example via tongue and groove connections, or via connecting elements.
  • the connecting elements can be made of wood, plastic or polyurethane, for example.
  • the shaped elements can be and/or can be connected to one another and/or to the connecting element via at least one tongue and groove connection, at least one feather key, at least one zipper, at least one dovetail connection, at least one connecting fitting, at least one tooth coupling, at least one plug-in fastener and/or at least one wedge connection.
  • the substructure comprises metal, in particular aluminium, wood and/or plastic.
  • the shaped elements can also be connected to the substructure via the connecting elements.
  • the substructure already has a predefined deformation and that the shaped element is deformable when the shaped element is connected to the connection points of the deformed substructure. If necessary, it is provided that the shaped element is connected to the undeformed substructure and that 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 appropriate, it is provided that the shape, in particular the curvature, of the shaped element is determined by adjusting this connecting device, in particular by changing the distance of the shaped element from the substructure.
  • the connecting device can also be movable or adjustable in all directions, in particular by 360°.
  • the connecting device can adapt to the curvature of the shaped element.
  • the connecting device is possibly aligned normal to the tangent of the curvature of the shaped element, preferably in the connection area.
  • the deformed form element is connected to the deformed substructure.
  • the invention relates to a method according to claim 15.
  • the process steps of the method follow one another as described above.
  • the molded element is first brought into a predefined shape.
  • the molded element is then brought into its second state, whereby the layers, in particular the stiffening elements, are reversibly connected to one another.
  • 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 according to claim 1.
  • the mold element can be designed to form at least part of a formwork of any material, as an injection mold and/or as a template, in particular as a laminating template in boat building and/or model making. Furthermore, the mold element can be designed to serve as a substructure for a brick vault and/or to serve as a freeform surface for a brick construction and/or shotcrete.
  • FIGS. 1a and 1b show a schematic graphic representation of the mold element 1 according to the invention in its first state.
  • the form element 1 is shown in a schematic three-dimensional representation.
  • the mold element 1 is shown in an elevation. For better clarity, the airtight cover that surrounds the layers 2 is not shown.
  • the mold element 1 is designed to form at least part of a formwork for a concrete part. In the first state, the mold element 1 is flexible and three-dimensionally deformable.
  • the molded element 1 comprises four flexible layers 2, which are arranged flatly one above the other.
  • the layers 2 are movable along their surface extension 7 relative to at least one adjacent layer 2.
  • the stiffening elements 3 of a layer 2 are movable along the surface extension 7 of the layer 2 relative 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 mold element 1.
  • the individual layers 2 can be connected to one another exclusively in a force-fitting and reversible manner in order to solidify and/or stiffen the shaped 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 adjacent layer 2.
  • stiffening elements 3 of a layer 2 are designed to be reversibly and force-fittingly 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 arranged at a distance from the stiffening elements 3 of the same layer 2, whereby gaps 5 are kept free between the stiffening elements 3 of the layer 2.
  • the interstices 5 of a layer 2 are arranged along their surface extension 7 offset from the interstices 5 of the at least one adjacent layer 2.
  • This layer 2 which rests on 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.
  • FIG 2 The mold element 1 according to the invention is Figures 1a and 1b shown in its second state.
  • the features of the embodiment according to Figure 2 can preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a and/or 1b.
  • the layers 2 are connected to at least one other layer 2, in particular to an adjacent layer 2, perpendicular to their surface extension 7. In other words, the layers 2 of the mold element 1 are pressed flat against one another in the second state of the mold element 1.
  • a deformed mold element 1 according to the invention which comprises eight layers 2, is shown in its first state.
  • the features of the embodiment according to Figure 3 can preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a, 1b and/or 2.
  • Figure 4 shows an arrangement of stiffening elements 3, which are arranged essentially one above the other and form a stack 4.
  • the features of the embodiment according to Figure 4 can preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a, 1b, 2 and/or 3.
  • the first stack 4 is inserted into the second stack 4 in a comb-like manner, so that the stiffening elements 3 of the first stack 4 protrude between the stiffening elements 3 of the second stack 4.
  • the Figures 5a and 5b show star-shaped stiffening elements 3 and a molded element 1 according to the invention formed therefrom.
  • the features of the embodiment according to the Figures 5a and 5b can preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a, 1b, 2, 3 and/or 4.
  • the Figures 5c and 5d show cross-shaped stiffening elements 3 and a molded element 1 according to the invention formed therefrom.
  • the features of the embodiment according to the Figures 5c and 5d can preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a, 1b, 2, 3 , 4, 5a and/or 5b.
  • the Figures 5e and 5f show square stiffening elements 3 and a molded element 1 according to the invention formed therefrom.
  • the stiffening elements 3 arranged in a stack are connected to one another via fixing devices 10 to form stiffening bodies 11.
  • the stiffening bodies 11 are inserted in a comb-like 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.
  • the Figure 6a shows a schematic graphic three-dimensional representation of an embodiment of the molded element according to the invention and a section through this representation.
  • the square stiffening elements 3 are connected via, in particular elastically, deformable connecting bodies 9.
  • the Figure 6b shows a schematic graphic three-dimensional representation of an embodiment of the molded element according to the invention and a section through this representation.
  • the circular stiffening elements 3 are connected via, in particular elastically, deformable connecting bodies 9.
  • the Figure 6c shows a schematic graphic three-dimensional representation of an embodiment of the molded 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 deformable connecting bodies 9 connect the stiffening elements 3 of the respective layer 2 to one another, so that, among other things, a simple alignment of the stiffening elements 3 to one another is possible during assembly.
  • stiffening elements 3 of a layer 2 can be moved relative to one another.
  • a movement of the interconnected stiffening elements 3 of a layer 2 is preferably possible along the surface extension 7 of the respective layer 2 and/or the surface extension 7 of the respective stiffening element 3.
  • the Figures 7a and 7b show a first embodiment of a guide device 6 according to the invention.
  • the features of the embodiment according to the Figures 7a and 7b can preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a, 1b, 2, 3 , 4, 5a , 5b , 5c, 5d, 5e , 5f , 6a, 6b and/or 6c.
  • the guide device 6 can limit the relative movement of the stiffening elements 3 arranged therein.
  • the guide device 6 enables a relative movement only in one direction, wherein this direction follows the surface extension 7 of the respective layer 2.
  • FIG. 8a and 8b show schematic graphic representations of a further embodiment of a mold element according to the invention in a deformed position, wherein the stiffening elements 3 in the Figure 8a in a case and in Figure 8b shown without a cover.
  • the stiffening elements 3 of the layers 2 of this embodiment are arranged one above the other in a stack-like manner.
  • the stacks 4 are inserted in a comb-like manner into at least one other stack 4, so that the stiffening elements 3 of one stack 4 protrude between the stiffening elements 3 of at least one other stack 4.
  • the layer 2 of the form element 1 which is in contact with the concrete has a greater flexural rigidity than the other layers 2.
  • This layer 2 is designed so that the concrete follows the defined shape of the form element 1 in the second state without the form element 1, in particular the layer 2 which is in contact with the concrete, giving way.
  • the features of the embodiments according to the Figures 9, 10 and/or 11 may preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a, 1b, 2, 3 , 4, 5a , 5b , 5c, 5d, 5e , 5f , 6a, 6b, 6c , 7a and/or 7b.
  • the Figures 9, 10 and 11 show various arrangements of a form element 1 according to the invention on a substructure 8 for forming at least part of a formwork for a concrete part.
  • the features of the embodiments according to the Figures 9, 10 and/or 11 may preferably correspond to the features of the embodiments according to the Figures 1a, 1b, 2, 3 , 4, 5a , 5b , 5c, 5d, 5e , 5f , 6a, 6b, 6c , 7a, 7b , 8a and/or 8b.
  • the substructure 8 is adjusted to a defined shape and/or 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 mold element 1 can be brought from its first state to its second state, whereby the mold element 1 is stiffened and solidified.
  • the shaped element 1 can be connected in its first state to an undeformed substructure 8.
  • the substructure 8 and the shaped element 1 connected to it can then be deformed.
  • the mold element 1 can be brought from its first state to its second state, whereby the mold element 1 is stiffened and solidified.
  • the shaped element 1 can be deformed in its first state, then brought into its second state and subsequently connected to a substructure 8.
  • This configuration can be provided in all embodiments.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Formelement, eine Anordnung des Formelements und ein Verfahren gemäß der Patentansprüche 1, 14, 15.
  • 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.
  • Herkömmliche Formelemente sind unter anderem aus der GB 1 556 507 A , der US 2,659,124 A und der EP 3 002 392 A1 bekannt.
  • 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.
  • Es 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 Haupterstreckungsrichtungen. 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 Höhe.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter der flächigen Erstreckung bzw. Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht eine Erstreckung entlang der Haupterstreckungsrichtungen 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.
  • Es 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.
  • Es 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 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 sind die Schichten im zweiten Zustand des Formelements, insbesondere kraftschlüssig und/oder reibschlüssig, normal zu der Flächenerstreckung der jeweiligen Schicht aneinander gepresst.
  • 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 Unterdruck, 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.
  • Es ist vorgesehen, dass das verformte Formelement von seinem ersten in seinen zweiten Zustand gebracht wird.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung gemäß Anspruch 14.
  • 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.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 15.
  • 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.
  • Die Erfindung betrifft ein Formelement gemäß Anspruch 1.
  • 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.
  • 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 1a und 1b 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 1a und 1b in seinem zweiten Zustand,
    • Figur 3 zeigt eine schematische grafische Darstellung des erfindungsgemäßen Formelements der Figuren 1a und 1a 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 11 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 11.
  • Die Figuren 1a und 1b zeigen eine schematische grafische Darstellung des erfindungsgemäßen Formelements 1 in seinem ersten Zustand. In der Figur 1a ist das Formelement 1 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung dargestellt. In der Figur 1b 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 1a und 1b in seinem zweiten Zustand dargestellt. Die Merkmale der Ausführungsform gemäß Figur 2 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a und/oder 1b 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 1a, 1b 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 1a, 1b, 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 1a, 1b, 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 1a, 1b, 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 11 miteinander verbunden. Die Versteifungskörper 11 sind kammförmig in mindestens einen anderen Versteifungskörper 11 gesteckt, sodass die Versteifungselemente 3 des einen Versteifungskörpers 11 zwischen die Versteifungselemente 3 des anderen Versteifungskörpers 11 ragen.
  • Die Merkmale der Ausführungsform gemäß den Figuren 5e und 5f können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a, 1b, 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 1a, 1b, 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 1a, 1b, 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 11 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a, 1b, 2, 3, 4, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 6a, 6b, 6c, 7a und/oder 7b entsprechen.
  • Die Figuren 9, 10 und 11 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 11 können bevorzugt den Merkmalen der Ausführungsformen gemäß den Figuren 1a, 1b, 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 11 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 (15)

  1. Formelement (1) zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil,
    - wobei das Formelement (1) in seinem ersten Zustand flexibel, dreidimensional verformbar und zu einer doppelt gekrümmten, insbesondere nicht abwickelbaren, Fläche verformbar ist,
    - wobei das Formelement (1) in seinem zweiten Zustand, insbesondere in einer verformten Stellung des Formelements (1), versteift und verfestigt ist,
    - und wobei das Formelement (1) mindestens zwei flexible Schichten (2) umfasst, die flächig übereinanderliegend angeordnet sind,
    - wobei die Schichten (2) in dem zweiten Zustand zur Verfestigung des Formelements (1), insbesondere reversibel, miteinander verbunden sind,
    - wobei die Schichten (2) im zweiten Zustand flächig aneinandergepresst und dadurch kraftschlüssig miteinander verbunden sind,
    wobei
    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,
    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 das Formelement sowohl in einer unverformten als auch in einer dreidimensional und zu einer doppelt gekrümmten Fläche verformten Stellung des ersten Zustands zu seiner Versteifung und Verfestigung in seinen zweiten Zustand bringbar ist.
  2. Formelement (1) nach Anspruch 1, 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.
  3. Formelement (1) nach Anspruch 2, 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.
  4. Formelement (1) nach Anspruch 3, 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 (11) verbunden ist,
    - und dass der Versteifungskörper (11) kammförmig in mindestens einen anderen Stapel (4) und/oder Versteifungskörper (11) gesteckt ist, sodass die Versteifungselemente (3) des einen Versteifungskörpers (11) zwischen die Versteifungselemente (3) des anderen Stapels (4) und/oder Versteifungskörpers (11) ragen.
  5. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Versteifungskörper (11) im ersten Zustand entlang der Flächenerstreckung (7) ihrer Versteifungselemente (3) gegenübereinander bewegbar sind,
    - und dass die Versteifungskörper (11) im zweiten Zustand über die aneinandergepressten Versteifungselemente (3) gegenüber einander fixiert sind.
  6. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, 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.
  7. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, 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.
  8. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, 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.
  9. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 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.
  10. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, 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.
  11. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, 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,
    - und/oder dass das mindestens eine Versteifungselement (3) zur kraftschlüssigen Verbindung eine Struktur und/oder eine Beschichtung, insbesondere eine Gummi- und/oder Polyurethanbeschichtung, aufweist.
  12. Formelement (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11 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,
    - und/oder dass zur Führung mindestens eines Versteifungselements (3) eine Führungsvorrichtung (6) vorgesehen ist,
    - und wobei 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.
  13. 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),
    - und/oder dass die Schichten (2), insbesondere die Versteifungselemente (3), von einer luftdichten Hülle, insbesondere einer Gummihülle, einer Latexhülle oder einer Polyurethanhülle, umgeben sind.
  14. 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 13 ist.
  15. Verfahren zur Bildung zumindest eines Teiles einer Schalung für ein Betonteil mit einem Formelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, 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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