Garnablagedatei

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen entlang wenigstens einer Verbindungskante, wobei jedes Strukturmodul zumindest eine zumindest entlang der Verbindungskante umlaufende, Garnschlingen aufweisende Randnut aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer textilen Bewehrung, umfassend wenigstens ein innerhalb eines Grundrahmens angeordnetes Garn, oder zur Herstellung eines textilbewehrten Strukturmoduls, umfassend die textile Bewehrung und ein aushärtbares Material, wobei eine Formgebungseinrichtung vorgesehen ist, die eine freiformbare Formgebungslage umfasst, auf deren Formungsebene die Bewehrung oder das Strukturmodul ausgebildet wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Betonbauteil, bestehend aus Betonstrukturmodulen, die zu dem Betonbauteil verbunden sind, und eine Druckerbeschreibungsdatei zur Herstellung eines Keilelements und/oder eines Schalenelements als Teile des Systems zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen sowie eine Garnablagedatei zur Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung einer textilen Bewehrung.

Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung einer textilen Bewehrung sind aus dem Stand der Technik bekannt, ebenso die Herstellung doppelt gekrümmter Formen bzw. Freiformen. Die Druckschrift DE 10 2015 100 438 B3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Fertigteilen aus Textilbeton, wobei ein zuvor gebildetes Spanngelege in einer Schalung als Bewehrung angeordnet und mit Beton vergossen wird. Dazu wird zunächst aus einem von polymeren Bindemitteln freien Garn mittels einer Verlegeeinrichtung in einem Grundrahmen das Spanngelege ausgebildet, indem das Garn unter mechanischer Spannung zwischen an dem Grundrahmen angeordneten Garnhaiteeinrichtungen verlegt wird. Eine Herstellung von gekrümmten bzw. frei geformten Bauteilen ist nicht möglich.

Aus der Druckschrift DE 198 23 610 B4 ist ein Schaltisch zur Herstellung von doppelt gekrümmten bzw. freigeformten Bauteilen aus erhärtenden Werkstoffen, insbesondere Beton, bekannt. Der Schaltisch umfasst eine Schalhaut, eine Unterkonstruktion zu deren Abstützung und Verstelleinrichtungen zur Abstützung und reversiblen Verformung der Unterkonstruktion und damit der Schalhaut. Die Unterkonstruktion besteht aus einem verbiegbaren und in einer Ebene verzerrbaren Gitterrost. Zur Abdichtung ist ein Bezug mit einer elastischen Membrane oder der Einbau einer verzerrbaren, abdichtenden Substanz in das Gitternetz vorgesehen. Die spätere Verbindung mehrerer Bauteile ist vorgesehen. Allerdings ist es nicht möglich, eine Bewehrung und insbesondere eine textile Bewehrung in dem Schaltisch anzufertigen.

Aus der Druckschrift DE 20 2006 007 316 U1 ist ein System zum Verbinden von bewehrten Strukturmodulen bekannt, bei der jedes Strukturmodul zumindest eine zumindest entlang der Verbindungskante umlaufende, Schlingen aufweisende Randnut aufweist, wobei die Vorrichtung ein Keilelement mit Keilen auf wenigstens einer Außenfläche aufweist. Dazu sind Schalenelemente, die mit den Keilen korrespondierende Innenflächen aufweisen, umfasst. Das Keilelement und das wenigstens eine Schalenelement sind zur Einlage in die wenigstens zwei Randnuten mit den überlappenden Schlingen vorgesehen, sodass die Keile und die korrespondierenden Flächen zueinander weisen. Das Keilelement ist zum teilweisen Ausziehen oder Einschieben, hier mittels Gewinde, relativ zu dem wenigstens einen Schalenelement vorgesehen, sodass mittels Keilwirkung zwischen den Keilen und den korrespondierenden Flächen die Schalenelemente voneinander weggespreizt und die überlappenden, die Vorrichtung umschlingenden Schlingen zugleich zueinander gezogen werden. Allerdings sind die Schlingen nicht mit der Bewehrung verbunden, sie sind in das weniger tragfähige Matrixmaterial eingelegt, in das die Kräfte abgeleitet werden. Die Schalenelemente sind kurz, starr und geradlinig-rohrförmig, sodass sie weder eine durchgehende Verbindung, noch die Verbindung nichtlinearer Randnuten erlauben. Jedes einzelne Schalenelement muss zudem gesondert fixiert werden, um die anliegenden Schlaufen zu spreizen, und stellt nur einen jeweils lokal wirkende Verbindung dar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzubieten, um eine textile Bewehrung und/oder ein Strukturmodul in einem zur Herstellung von Freiformen geeigneten Schaltisch anzufertigen und, als eine weitere Aufgabe, die Strukturmodule flexibel und sicher zu verbinden.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein System zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen, nachfolgend auch als Randverbindung bezeichnet, wobei die Strukturmodule bevorzugt Betonstrukturmodule sind und die Verbindung entlang wenigstens einer Verbindungskante erfolgt. Die Verbindungskante ist eine der äußeren Kanten der Strukturmodule, die zur Verbindung vorbereitet und geeignet ist, insbesondere durch austretende Garnschlingen, die Teil der textilen Bewehrung sind, und ausgebildete Randnuten. Jedes der Strukturmodule weist deshalb entlang der Verbindungskante zumindest teilweise umlaufende Garnschlingen auf. Umlaufend heißt, dass über den betreffenden Bereich hinweg eine Garnschlinge an der anderen, bevorzugt mit gleichmäßigen Abständen, ausgebildet ist. Die Garnschlingen können von der aus dem aushärtbaren Material austretenden Bewehrung stammen, gebildet durch die um die Garnhaiteeinrichtung gelegten Garnschlingen, oder gesondert in das aushärtbare Material, bevorzugt den Beton, eingelegte Garnschlingen ohne unmittelbare Anbindung an die Bewehrung. Weiterhin ist eine Randnut entlang der Verbindungskante erforderlich, weil sich darin die Verbindungelemente verdeckt anordnen lassen, während die beiden die Randnut begrenzenden Kanten als Verbindungskanten zur Anlage der zu verbindenden Strukturmodule dienen.

Zur Einlage in die wenigstens zwei zur Montage, zur Verbindung miteinander gegenüber angeordneten Randnuten mit den dort als Teil der textilen Bewehrung der zu verbindenden Strukturmodule austretenden, überlappenden Garnschlingen ist ein System zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen, nachfolgend als Randverbindung bezeichnet, vorgesehen. Die Randverbindung umfasst wenigstens ein, bevorzugt zumindest zwei beispielsweise als Flachschalen ausgebildete Schalenelemente, die nach der bevorzugten Ausführungsform jeweils eine Keilnut aufweisen, und ein Keilelement, das zwischen den Schalenelementen eingelegt ist. Das Keilelement und/oder die Schalenelemente weisen zur Erhöhung der Zugfestigkeit und/oder der Druckfestigkeit nach einer vorteilhaften Ausführungsform auch eine eigene innere Bewehrung auf.

Nach der vorliegenden Erfindung sind die Garnschlingen Teil der textilen Bewehrung der Strukturmodule und mit dieser einstückig verbunden. Das bedeutet, dass ein Garn zunächst den Bereich der textilen Bewehrung im Inneren des Strukturmoduls durchläuft, dann im Bereich der Randnuten aus dem Strukturmodul heraustritt und die Schlaufe bildet.

Das Keilelement und das wenigstens eine Schalenelement, die die Randverbindung oder die Zentralverbindung ausbilden, folgen durchgängig über die gesamte Länge der Verbindungskante deren Verlauf. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn die Verbindungkante nichtlinear, z. B. in Kurven, verläuft, an die sich das Keilelement und das wenigstens eine Schalenelement anzupassen vermögen. Das Keilelement und das wenigstens eine Schalenelement ermöglichen durch den Einsatz vom Materialien, die Drucklasten quer zur Längsachse standhalten, aber in Längsrichtung dennoch flexibel oder plastisch formbar sind, eine solche Anpassung. Die Drucklast ist durch die Vielzahl von Garnschlingen gleichmäßig auf die Länge der Schalenelemente verteilt, sodass lokale Lastspitzen vermieden werden.

Anstelle der Formbarkeit von ursprünglich gerade ausgerichteten Keilelementen und Schalenelementen ist es nach einer vorteilhaften Ausführungsform auch vorgesehen, die Keilelemente und die Schalenelemente in einem generativen Fertigungsprozess, z. B. in einem 3D-Drucker, im gewünschten und durch den Verlauf der Randnuten der Strukturmodule vorgegebenen Kurvenverlauf herzustellen.

Keilelemente und/oder Schalenelemente bestehen nach einer vorteilhaften Weiterbildung aus einem Verbundmaterial, wobei eine Faserverstärkung vorgesehen ist. Dies kann z. B. Carbon- oder Glasfasern umfassen sowie Epoxidharz als

Matrixmaterial. Alternativ dazu kann der Aufbau auch aus Schichten eines Verbundmaterials oder eines anderen geeigneten flächigen Werkstoffs erfolgen. Die Materialauswahl vermeidet insbesondere auch konsequent Korrosionsprobleme. Das Keilelement hat den Zweck, dass es in die beiden einander gegenüber angeordneten Keilnuten der Schalenelemente einlegbar ist, sodass beim teilweisen Ausziehen des Keilelements die Schalenelemente voneinander weggespreizt und die überlappenden Garnschlingen aneinander gezogen werden können. Dies wird erreicht durch eine bevorzugt redundant keilförmige Ausbildung der sich berührenden Flächen, wobei die Keilwirkung zwischen der Außenfläche des Keilelements und der im Einbauzustand zum Keilelement hin weisenden Innenflächen der Keilnuten entsteht. Eine relative Längsbewegung von Keilelement und Schalenelement in einer ersten Bewegungsrichtung bewirkt ein Auflaufen der in die Oberflächen eingearbeiteten Keile von Keilelement und Keilnut, die sich in einer Wechselwirkung befinden, und eine Spreizbewegung der Schalenelemente von dem Keilelement weg.

Da die Garnschlingen eines Strukturmoduls um die Randverbindung geschlungen sind, die auf der von diesem Strukturmodul abgewandten Seite der Randverbindung angeordnet ist, erfolgt ein Heranziehen dieses Strukturmoduls an die Randverbindung. Das zweite Strukturmodul wird entsprechend herangezogen, sodass beide Strukturmodule aneinander gezogen und damit letztlich fest verbunden werden, indem die Verbindungskanten fest gegeneinander gezogen werden.

Die Garnschlingen überlappen je nach Ausführungsform der Vorrichtung zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen auf unterschiedliche Weise. Nach einer ersten Ausführungsform weisen die Garnschlingen beider zu verbindender Strukturmodule dieselbe Ausrichtung auf und greifen ineinander, bevor die Vorrichtung zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen in die Garnschlingen eingeführt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Schalenelement und Keilelemente flexibel und folgen der Krümmung der Kanten der Strukturmodule. Damit können auch die erfindungsgemäßen, freigeformten Strukturmodule zu einem Bauteil zusammengefügt werden. Die Freiform oder Freiformfläche umfasst eine einfache Krümmung, eine doppelte Krümmung, eine Regelfläche die auf bestimmte Weise aus Geraden zusammengesetzt ist, eine Rotationsfläche, eine translatorische Fläche, einen nicht uniforme rationalen B-Spline (NURBS, eine mathematisch definierte Kurve oder Fläche zur Modellierung beliebiger Formen) und geometrisch nicht definierte Flächen. Es können nach einer alternativen Ausführungsform von Schalenelementen und Keilelement auch mehr als zwei Strukturmodule verbunden werden. Nach der hierzu vorgesehenen Lösung müssen diese in die Garnschlingen eines jeden der zu verbindenden Strukturmodule eingeführt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die ineinandergreifenden Garnschlingen so ausgerichtet, dass die Garnschlingen eine gemeinsame Öffnung zum Einführen der Randverbindung ausbilden, insbesondere sind die Garnschlingen nach der bevorzugten Ausgestaltung senkrecht zur Längsrichtung der Randnut ausgerichtet, wobei alternative Winkelstellungen ebenfalls vorgesehen sind. Alternativ dazu sind die Garnschlingen in der Ebene einer Verbindungskante ausgerichtet und von je einer Verbindungskante in ein Schlingenbett eingebunden, wobei das Schlingenbett bei der Montage ebenfalls mittels Schalenelementen und Keilelement, jedoch in modifizierter Ausführung, gespreizt wird. Der Vorteil der Anwendung von Schlingenbetten besteht darin, dass ein aufwändiges Einführen von Schalenelementen und Keilelement in die überlappenden Garnschlingen nicht erforderlich ist. Eine Lösung, bei der die Berührungsflächen zwischen Schalenelement und Keilelement eine dazwischen angeordnete Wälzbahn aufweisen, hilft die Reibungsverluste vermindern und die Spreizkraft zu erhöhen. Es hat sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Montagehilfsmittel vorgesehen ist, das in die Randnuten der zu verbindenden Strukturmodule eingreift und diese in der erforderlichen Position für die Montage hält. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Inneren des Montagehilfsmittels Schalenelemente und Keilelement geführt werden können, sodass das Montagehilfsmittel in den verbundenen Strukturmodulen verbleibt. Dies erleichtert nicht nur die Positionierung der Strukturmodule und ihre nachfolgende Verbindung, sondern vereinfacht auch die Montage.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer textilen Bewehrung, umfassend wenigstens ein innerhalb eines Grundrahmens angeordnetes Garn, oder zur Herstellung eines textil bewehrten Strukturmoduls, umfassend die textile Bewehrung und ein aushärtbares Material, insbesondere Beton. Die textile Bewehrung kann als Gelege ausgeführt sein. Bei der letztgenannten Alternative dient die Vorrichtung zugleich als eine Schalung. Das Strukturmodul ist ein eigenständig gefertigtes Modul, das als Bestandteil einer übergeordneten, größeren Struktur, eines Bauteils, vorgesehen ist, und das mit weiteren Strukturmodulen zu dem Bauteil zusammengefügt wird. Als aushärtbares Material ist jedes Material anzusehen, das fließfähig in eine Form eingebracht werden und dort zu einem festen Strukturmodul aushärten kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist insbesondere Beton als ein solches aushärtbares Material vorgesehen.

Es ist zudem eine bevorzugt mittels einer Steuereinrichtung freiformbare Formgebungseinrichtung, die eine Formgebungslage umfasst, als ein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung vorgesehen. Auf der Formungsebene, an der Oberseite der Formgebungslage, wird die Bewehrung oder das Strukturmodul ausgebildet.

Die bevorzugte Steuereinrichtung umfasst dabei auch Antriebselemente, wie z. B. Motoren, und Kraftübertragungselemente, die die Kraft der Antriebselemente, z. B. mittels Zugseilen, bis zu der Formgebungslage übertragen. Für alternative Formgebungslagen sind mit den Steuerungseinrichtungen auch Einrichtungen zur Oberflächenbearbeitung wie Fräser oder zur additiven bzw. generativen Fertigung umfasst.

Alternativ dazu sind nicht steuerbare, nicht flexible Formgebungseinrichtungen vorgesehen, deren Formgebungslage auf andere Weise, z. B. durch Bearbeitung eines Formblocks, beispielsweise ausgebildet als ein Wachsblock, ein Stahl-, Holz- oder Schaumstoffblock, der Oberfläche einer Sandform oder nach einem Verfahren der additiven bzw. generativen Fertigung in eine gewünschte, beispielsweise in zwei Ebenen und damit in eine Freiform gebracht wird und die Bewehrung und das aushärtbare Material an der Oberseite, der Formungsebene aufnehmen kann.

Nach der Erfindung sind Garnhaiteeinrichtungen vorgesehen, zwischen denen die textile Bewehrung ausgebildet werden kann, indem das Garn von einer ersten Garnhaiteeinrichtung zu einer zweiten Garnhaiteeinrichtung und so weiter geführt und auf der Formungsebene abgelegt wird. Weiterhin sind biegbare Rahmenstreifen vorgesehen, auf denen die Garnhaiteeinrichtungen anordenbar sind. Die Rahmenstreifen sind biegbar, um sich an die Topographie der Formgebungslage anpassen zu können, auch wenn diese beispielsweise in eine Freiform gebracht wurde. Es kann zudem eine Kompensationsschicht zum Einsatz kommen, um einen noch besseren Ausgleich bzw. eine Anpassung zwischen Formgebungslage und Rahmenstreifen zu erreichen.

Die Rahmenstreifen sind zu dem Grundrahmen anordenbar, sodass verschiedene geometrische Formen wie Rechteck, Dreieck oder Vieleck mit variierenden Abmessungen und Winkeln geschaffen werden können. Auch offene Formen können geschaffen werden. Der Grundrahmen bildet den Rahmen für die Ablage des Garns als textile Bewehrung, zwischen den Rahmenstreifen wird das Garn gespannt. Die Enden des Rahmenstreifens können überlappen, die überlappenden Enden des Rahmenstreifens bilden die Ecken des Grundrahmens aus.

Vorteilhafterweise umfasst die Formgebungslage eine freiformbare, aus Kernelementen ausgebildete Kernlage. Die Kernelemente sind miteinander beweglich mittels Verbindern verbunden und bilden eine Art Matte oder Gitter aus. Die Kernlage weist auf einer Formungsebene, einer Oberseite der Formgebungslage, auf der die Bewehrung oder das Strukturmodul ausgebildet werden, eine Außendichtlage und an der der Formungsebene gegenüberliegenden Ebene eine Innendichtlage auf. Die Innendichtlage ermöglicht den Aufbau eines Fluiddrucks in einem Druckgefäß, dessen Oberseite die Formgebungslage darstellt. Gegen den Fluiddruck können steuerbare Aktoren, wie z. B. Steuerseile, wirken, die an Anlenkpunkten mit der Formgebungslage bzw. unmittelbar mit der Kernlage verbunden sind. Sie werden beispielsweise durch steuerbare Motoren angetrieben. Weitere Arten von Aktoren können pneumatische Aktoren oder mechanische Linearantriebe sein.

Zudem bildet der Zwischenraum zwischen Außendichtlage und Innendichtlage einen fluiddichten Bereich aus, wodurch sich dort ein weiteres Fluid unter Druck einleiten und vor allem die Außendichtlage stabilisieren lässt. Die einzelnen Kernelemente sind über Überströmöffnungen miteinander verbunden, die im Bereich der Verbinder angeordnet sind. Nach alternativen Ausführungsformen ist die freiformbare Formgebungslage als eine Freiformfläche bzw. Freiform-Oberfläche beispielsweise aus einem Formblock, insbesondere einem Wachsblock, einem Stahl-, Holz- oder Schaumstoffblock, in einer Sandform oder aus einer mittels additiver bzw. generativer Fertigung aus den hierfür verfügbaren Materialien erzeugten Oberfläche ausgeführt. Diese Oberflächen können nach Bedarf gestaltet, jedoch nicht so flexibel verändert werden, wie dies bei der zuvor beschriebenen Formgebungslage mit ihrer Kernlage der Fall ist.

Bevorzugt sind die Garnhaiteeinrichtungen als Horizontalgarnhalteeinrichtungen, umfassend einen Grundkörper und zwei horizontal angeordnete Garnhalterollen, um die das Garn in einer Garnschlinge gelegt werden kann, ausgeführt. Alternativ dazu sind die Garnhaiteeinrichtungen als Vertikalgarnhalteeinrichtungen ausgeführt und weisen zwei vertikal angeordnete Garnhalterollen auf. Die Garnhalterollen sind in Garnrichtung hintereinander angeordnet. Dadurch kann eine Garnschlinge in der erforderlichen Länge gebildet werden, insbesondere zur Ausbildung einer Randverbindung der Strukturmodule, um diese miteinander zu verbinden.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, ein Garntor oder eine Garnlenkung vorzusehen, durch die das Garn aus der Horizontalgarnhalteeinrichtung oder der Vertikalgarnhalteeinrichtung austritt. Dadurch kann das Garn auch in einem bestimmten Winkel von der Garnhaiteeinrichtung abragen, ohne dass zu befürchten wäre, dass es von den Garnhalterollen abgleitet. Vor allem die Garnlenkung bietet diesbezüglich eine hohe Flexibilität. So ermöglicht die Garnlenkung den Abgang der beiden Enden der Garnschlinge in einem größeren voneinander Abstand, der vorteilhafterweise einem vorgesehenen Rastermaß der Bewehrung bereits entspricht. Die resultierende Garnschlinge bei der Vertikalgarnhalteeinrichtung mit in vertikaler Rotationsachse angeordneten Garnhalterollen weist eine gedrehte Lage gegenüber der Lage, wie sie aus der Horizontalgarnhalteeinrichtung resultiert, auf.

Als vorteilhaft hat sich eine Ausführungsform der Horizontalgarnhalteeinrichtung oder der Vertikalgarnhalteeinrichtung erwiesen, bei der der Grundkörper einen elektrisch betreibbaren Haltemagneten aufweist. Dieser ermöglicht es, die Horizontalgarnhalteeinrichtung oder die Vertikalgarnhalteeinrichtung auf einem magnetischen Untergrund steuerbar temporär zu befestigen. Als Untergrund kommt in erster Linie der Rahmenstreifen in Betracht.

Besondere Vorteile verspricht eine Weiterbildung dieser Lösung, bei der die Rahmenstreifen längs verlaufende elektrisch kontaktierbare Leitungsbahnen aufweisen, die auf der zur Garnhaiteeinrichtung hin weisenden Oberfläche angeordnet sind. Die Leitungsbahnen können mit einer Stromquelle verbunden werden, was bevorzugt an einem Ende der Leitungsbahnen bzw. der Rahmenstreifen erfolgt. Die Leitungsbahnen können den Haltemagneten mit Elektroenergie versorgen, sodass dieser die Garnhaiteeinrichtung auf dem Rahmenstreifen hält, solange die Stromversorgung durch die Leitungen erfolgt, und die Horizontalgarnhalteeinrichtung oder die Vertikalgarnhalteeinrichtung nach Unterbrechen der Stromversorgung leicht demontierbar sind. Der Haltemagnet kann als Solenoide ausgebildet sein.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht eine Garnablageeinrichtung vor, die geeignet ist, das Garn nach einem vorgegebenen Muster über die Garnhaiteeinrichtungen zu legen, dort die Garnschlingen auszubilden und in dieser Weise die Bewehrung herzustellen. In Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung der Garnablageeinrichtung kann die Herstellung der Bewehrung automatisiert erfolgen.

Nach einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform weist die Garnablageeinrichtung eine Garnimprägniereinrichtung auf, die das Garn unmittelbar vor der Ablage mit einem aushärtbaren, fließfähigen Imprägniermittel versehen kann. Alternativ dazu sind für das Fixieren der Garne nach der Ablage unterschiedliche Methoden und Materialien vorgesehen. Nach einer Methode wird als Garn eine Hybridfaser eingesetzt, der bei der Herstellung thermoplastische und damit zur Verklebung thermisch aktivierbare Fasern zugesetzt wurden. Bei der thermischen Aktivierung nach der Garnablage schmelzen die thermoplastischen Fasern auf und verbinden die zum Lastabtrag geeigneten Fasern, z. B. Carbonfasern, miteinander. Das Aushärten des thermisch aktivierbaren Materials erfolgt in dem Fall, sobald die thermoplastischen Fasern abgekühlt und in den festen Aggregatzustand zurückgekehrt sind.

Nach einer weiteren Methode zum Fixieren wird das Garn mit einem aushärtbaren Fasermatrixmaterial imprägniert, mit dem das Garn stabilisiert wird. Dies kann unmittelbar nach der Herstellung des Garns erfolgen, wobei das Garn dann vorimprägniert zum Einsatz kommt und vor einem unerwünschten vorzeitigen Aushärten vor dem Einsatz geschützt werden muss. Die Imprägnierung kann alternativ, wie oben beschrieben, unmittelbar vor der Ablage erfolgen. Als aushärtbares Material kommen bevorzugt Reaktivharze, wie z. B. Epoxidharz, oder wässrige Dispersionen, z. B. auf Basis von Acrylat oder Styrolbutadien, in Betracht. Je nach Material kann die Aushärtung durch Temperaturstrahlung, UV-Strahlung, Strahlung einer LED-Lampe, Mikrowellenstrahlung oder ähnliches erfolgen.

Es ist auch vorgesehen, ein aushärtbares Fasermatrixmaterial, das elektrisch leitendende Materialien (zum Beispiel mit Kohlenstoffplättchen oder Nanoröhrchen) umfasst, oder alternativ eine elektrisch leitende Beschichtung für das Garn zu verwenden.

Damit lässt sich eine Bewehrung hersteilen, die sich auch ohne eine nachfolgende Betonage in fixierter Form von der Formgebungseinrichtung abnehmen und einer weiteren Verwendung zuführen lässt.

Eine weitere Ausgestaltung der Garnablageeinrichtung weist eine Deckfilmauftragseinrichtung auf, die das Garn nach der Ablage zumindest teilweise, zumindest auf einem Teil seiner Länge, mit einer schützenden Deckschicht versehen kann. Die Deckschicht bildet eine Art Tunnel aus, in dem das Garn vor unerwünschter seitlicher Verlagerung geschützt ist und dennoch insoweit in Längsrichtung verschiebbar bleibt, dass ein Längenausgleich weiterhin erfolgen kann. Die Deckschicht wird beispielsweise als ein selbstklebender Film oder mittels Siegelrollen, die auf die Ränder der Deckschicht wirken, aufgebracht.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer textilen Bewehrung, umfassend ein Garn, oder eines textilbewehrten Strukturmoduls, umfassend die textile Bewehrung und ein aushärtbares Material, insbesondere Beton. Es ist eine Formgebungslage vorgesehen, die mittels einer Steuerungseinrichtung bei Erfordernis zumindest doppelt, d. h. in zwei Ebenen, gekrümmt wird bzw. darüber hinaus eine Freiformfläche wie oben definiert ausbildet.

Erfindungsgemäß wird die textile Bewehrung zwischen Garnhaiteeinrichtungen ausgebildet und weiterhin werden die Garnhaiteeinrichtungen auf biegbaren Rahmenstreifen in beliebiger Anordnung, bevorzugt durch automatisierte Entnahme aus einem Magazin und Ablage, angeordnet. Die Rahmenstreifen werden ihrerseits zur Ausbildung des Grundrahmens in einer beliebigen geometrischen Figur angeordnet.

Die automatisierte Anordnung der Garnhaiteeinrichtungen auf den biegbaren Rahmenstreifen wird erleichtert, indem die Garnhaiteeinrichtungen mit einem elektrisch betreibbaren Haltemagneten ausgestattet werden. Dieser geht in Betrieb, sobald die Garnhaiteeinrichtung mit ihrem Grundkörper und den an dessen Unterseite angeordneten elektrischen Kontakten auf die am Rahmenstreifen angeordneten, an eine elektrische Stromquelle angeschlossenen Leitungsbahnen aufgesetzt und der elektrische Kontakt damit hergestellt wird. Zur erleichterten Demontage wird die Stromversorgung unterbrochen.

Bevorzugt wird das Garn bei der Ausbildung der textilen Bewehrung in der Weise gelegt, dass die Garnschlingen nach außen, über das aushärtbare Material bzw. den zu betonierenden Bereich hinaustreten. Die Garnschlingen liegen aber vorteilhafterweise in den Randnuten des Strukturmoduls. Es hat sich jedenfalls als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ablage des Garns auf einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben erfolgt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch durch ein Verfahren zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen entlang wenigstens einer Verbindungskante gelöst, wobei jedes Strukturmodul zumindest eine zumindest entlang der Verbindungskante zumindest teilweise umlaufende, Garnschlingen aufweisende Randnut aufweist. Nach der Erfindung wird in beide Verbindungskanten, die bereits in Montageposition einander gegenüber angeordnet sind und deren Garnschlingen ineinandergreifen, eine Randverbindung eingeführt. Die Randverbindung umfasst dabei je ein Schalenelement, das eine Keilnut aufweist, wobei zwischen die Keilnuten ein Keilelement eingelegt ist. Das Keilelement wird danach zu den beiden einander gegenüber angeordneten Keilnuten bzw. Schalenelementen so weit relativ verschoben, in der praktischen Anwendung bevorzugt ausgezogen, bis die Schalenelemente mit den überlappenden Garnschlingen durch Keilwirkung voneinander weggespreizt und die Strukturmodule, insbesondere die Verbindungskanten, zugleich aneinander gezogen werden.

Die Verwendung eines Fixiermittels sichert die derart geschaffene Verbindung gegen ein unerwünschtes Lösen der Verkeilung, beispielsweise infolge von Erschütterungen. Auch bei unvollständigem Auszug des Keilelements verhindert das Fixiermittel ein Zurückspringen des Keilelements. Als Fixiermittel kommt ein aushärtbares Material in Betracht, das in die Zwischenräume zwischen dem Keilelement und den Schalenelementen, insbesondere zwischen Keilnuten und Keilelement, eingepresst wird und für eine dauerhafte, nicht lösbare Verbindung sorgt. Das aushärtbare Material kann Beton, aber auch Epoxidharz sein, dass weniger aggressiv als Beton auf Schalenelemente und Keilelement wirkt.

Alternativ dazu kommt ein lösbares Fixiermittel in Betracht. Diese ist beispielsweise ausgeführt als eine mechanische Sicherung, insbesondere ein schraubbarer Bolzen, die das Keilelement relativ zu einem oder beiden Schalenelementen oder zum Strukturelement sichert. Eine weitere Ausführungsform eines lösbaren Fixiermittels stellt ein nicht aushärtbares Material oder ein aushärtbares Material mit definierter Druckfestigkeit, das zwar bei Schwingungen ein Lösen der Verbindung verhindert, aber dessen Druckfestigkeit durch eine entsprechend Auszugskraft, die auf das Keilelement angewendet wird, überwunden werden kann.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Betonbauteil, bestehend aus Betonstrukturmodulen, hergestellt nach einem Verfahren und dessen Varianten wie zuvor beschrieben, die nach einem Verfahren wie ebenfalls zuvor beschrieben zu dem Betonbauteil verbunden sind. Es ist zudem vorgesehen, dass das Betonbauteil weitere Arten textiler Bewehrung aufweisen kann. Dazu gehört ein rohrförmiges Bewehrungselement, das unter Verwendung wenigstens eines kontinuierlich angeordneten, sich kreuzenden Garns gitterförmig ausgebildet ist. Dabei sind die sich kreuzenden Abschnitte des wenigstens einen Garns so miteinander verbunden, dass die Verbindung eine solche Scherelastizität aufweist, dass das Bewehrungselement für eine vorgesehene Dehnbarkeit in Richtung einer Längsachse des Bewehrungselements und der resultierenden Verformung in Querrichtung ausgerüstet ist. Eine weitere Art der Bewehrung, eine textile Querkraftbewehrung nach Art eines Kastenprofils, ist besonders geeignet für die Verbindung von zwei sandwichartig angeordneten Schalen eines Betonbauteils. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Druckerbeschreibungsdatei gemäß Anspruch 23. Druckerbeschreibungsdatei dient zur generativen Herstellung des Keilelements und/oder des Schalenelements als Teile des Systems zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen entlang wenigstens einer Verbindungskante nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Die Herstellung erfolgt in einem generativen Prozess, z. B. in einem 3D-Drucker, oder in einem Computer, der mit einem 3D-Drucker verbunden ist. Dabei ist in dem Fall, dass das Keilelement und/oder das Schalenelement als Verbundmaterial mit eigener textiler Bewehrung ausgeführt ist, neben dem Auftrag eines Matrixmaterials im 3D-Drucker auch die Ablage der textilen Bewehrung umfasst, z. B. durch Einlage von Rovings. Die Erzeugung in einem 3D- Drucker ermöglicht zudem die Herstellung von freien Formen entsprechend dem Verlauf der Randnuten der zu verbindenden Strukturmodule.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Garnablagedatei gemäß Anspruch 24 zur Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung einer textilen Bewehrung gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21, wenn die Garnablagedatei in auf einer Garnablageeinrichtung oder in einem Computer, der mit einer computergesteuerten Garnablageeinrichtung verbunden ist, ausgeführt wird. Die Garnablagedatei umfasst eine Prozedur oder einen Algorithmus zur automatischen Garnablage.

Eine besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, speziell der Möglichkeiten zur Verbindung der Betonstrukturmodule mittels der Randverbindung, liegt darin, dass die Verbindung trennbar ausgeführt werden kann. Dies eröffnet völlig neue Möglichkeiten im Bauwesen. Bisher ging ein Rückbau von Gebäuden, speziell solchen aus Beton, immer mit einer irreversiblen Zerstörung unter Erzeugung allenfalls für minderwertige Nutzungen geeigneten Recyclingmaterials einher. Mit der vorliegenden Erfindung können Gebäude nicht nur repariert oder modifiziert werden, sondern auch ganz oder teilweise demontiert und an anderer Stelle neu errichtet werden. Die Betonstrukturmodule stehen also nicht einem Recycling, wenn nicht gar der Entsorgung als Abfall, sondern eine vollständige Wiederverwendung zur Verfügung. Die zur Herstellung des Betons eingesetzte Energie geht nicht verloren, was dem Bauwesen zu einer erheblichen Verbesserung der Energieeffizienz und zu einer Einsparung von C0 ₂ -Emissionen verhilft.

Anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und ihrer Darstellung in den zugehörigen Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung mit zwischen einem Grundrahmen ausgebildeter Bewehrung; Fig. 2: schematische Draufsichten von vier verschiedenen Grundrahmen in unterschiedlicher geometrischer Form;

Fig. 3: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung als Freiformfläche;

Fig. 4: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Rahmenstreifens und dessen Anwendung in Verbindung mit Horizontalgarnhalteeinrichtungen;

Fig. 5: eine schematische perspektivische Darstellung von zwei Ausführungsformen eines Rahmenstreifens mit Leitungsbahnen und aufgesetzten Horizontalgarnhalteeinrichtungen; Fig. 6: eine schematische perspektivische Darstellung von zwei Ausführungsformen eines Rahmenstreifens mit und ohne Einsenkfuß;

Fig. 7: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung, gebildet innerhalb eines Grundrahmens unter Verwendung von

Horizontalgarnhalteeinrichtungen mit Garnlenkung; Fig. 8: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung, gebildet innerhalb eines Grundrahmens unter Verwendung von

Horizontalgarnhalteeinrichtungen mit Garntor;

Fig. 9: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung, gebildet innerhalb eines Grundrahmens unter Verwendung von Horizontalgarnhalteeinrichtungen mit Garnlenkung; Fig. 10: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung, gebildet innerhalb eines Grundrahmens unter

Verwendung von Horizontalgarnhalteeinrichtungen mit Garntor;

Fig. 11: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung, gebildet innerhalb eines Grundrahmens unter

Verwendung von Horizontalgarnhalteeinrichtungen mit Garntor;

Fig. 12: eine schematische Detailansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung, gebildet innerhalb eines Grundrahmens unter

Verwendung einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garnlenkung;

Fig. 13: eine schematische Detailansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung, gebildet innerhalb eines Grundrahmens unter

Verwendung einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor;

Fig. 14: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor und eingelegter Garnschlinge;

Fig. 15: eine schematische Seitenansicht einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor und in zwei unterschiedlichen Varianten eingelegter Garnschlinge;

Fig. 16: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor;

Fig. 17: eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer

Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor und Haltemagneten; Fig. 18: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garnlenkung;

Fig. 19: eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer

Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor und Haltemagneten; Fig. 20: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Vertikalgarnhalteeinrichtung;

Fig. 21: eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer

Ausführungsform einer Vertikalgarnhalteeinrichtung;

Fig. 22: eine schematische Seitenansicht von zwei Ausführungsformen einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor und eingelegter Garnschlinge;

Fig. 23: eine schematische geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung;

Fig. 24: schematische Draufsicht von zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung;

Fig. 25: eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Details einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung; Fig. 26: eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer Formgebungslage; Fig. 27: eine schematische perspektivische Detaildarstellung einer Ausführungsform einer Formgebungslage;

Fig. 28: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Kernelements; Fig. 29: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer

Garnablageeinrichtung mit eingesetzter Garnanpressrolle und Deckfilmauftrageinrichtung;

Fig. 30: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer

Garnablageeinrichtung; Fig. 31: eine schematische Schnittdarstellung eines Garns mit aufgebrachtem Deckfilm;

Fig. 32: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Randverbindung in gestreckter und gewölbter Ausbildung;

Fig. 33: eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Randverbindung mit angelegten Garnschlingen;

Fig. 34: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Randverbindung, umfassend ein Flachkeilelement und zwei Flachschalen;

Fig. 35: eine schematische Ansicht eines Betonstrukturmoduls mit Randnut sowie einer Randverbindung mit angelegten Garnschlingen, eingesetzt in eine Randnut; Fig. 36: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Randverbindung und dem Ablauf des Spreizvorgangs;

Fig. 37: eine schematische geschnittene Ansicht einer Ausführungsform einer Randverbindung, die den Ablauf des Spreizvorgangs zeigt;

Fig. 38: eine schematische perspektivische geschnittene Darstellung einer Randverbindung, die den Ablauf des Spreizvorgangs zeigt;

Fig. 39: eine schematische geschnittene Ansicht von vier Ausführungsformen einer Randverbindung;

Fig. 40: eine schematische geschnittene Ansicht von drei weiteren Ausführungsformen einer Randverbindung; Fig. 41 : eine schematische geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Randverbindung, umfassend eine Wälzbahn;

Fig. 42: eine schematische geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Randverbindung;

Fig. 43: eine schematische Ansicht von drei weiteren Ausführungsformen einer Randverbindung im Längsschnitt; Fig. 44: eine schematische perspektivische Darstellung von drei Verwendungen einer Ausführungsform einer Randverbindung;

Fig. 45: eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung; Fig. 46: eine schematische perspektivische Detailansicht einer Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung;

Fig. 47: eine schematische geschnittene Ansicht von drei Verwendungen einer Ausführungsform einer Randverbindung;

Fig. 48: eine schematische perspektivische Ansicht einer Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung;

Fig. 49: eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung;

Fig. 50: eine schematische perspektivische Darstellung einer Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung zur Verbindung von mehr als zwei Betonstrukturmodulen;

Fig. 51: eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer

Randverbindung zur Verbindung von mehr als zwei Betonstrukturmodulen;

Fig. 52: eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Randverbindung ohne überlappend ineinandergreifende Garnschlingen; Fig. 53: eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Randverbindung mit gesondert eingelegten Garnschlingen;

Fig. 54: eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines

Montagehilfsmittels;

Fig. 55: eine schematische Schnittdarstellung einer Verwendung des Montagehilfsmittels;

Fig. 56: eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren

Ausführungsform eines Montagehilfsmittels und

Fig. 57: eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonbauteils.

Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung 200 mit innerhalb eines Grundrahmens 100 ausgebildeter Bewehrung 10. Die Formgebungseinrichtung 200 steht auf einer Basis 1 und wird von Seitenwänden 212 begrenzt. An der Oberseite wird eine Formgebungslage 250 sichtbar, die gemäß den Erfordernissen an die Topographie einer Bewehrung oder eines Strukturmoduls 72 (vgl. beispielsweise Figuren 44, 52 und 57) ausgeformt und auch in zwei Richtungen gewölbt werden kann.

Auf der Formgebungslage 250 ist der Grundrahmen 100 angeordnet, der durch Rahmenstreifen 110, die an den Enden überlappen und die Ecken des Grundrahmens 100 ausbilden, erzeugt wird. Auf den Rahmenstreifen 110 sind die später im Detail beschriebenen Garnhaiteeinrichtungen angebracht, zwischen denen das Garn 2 verlegt ist und von denen es gehalten wird. Fig. 2 zeigt schematische Draufsichten von vier verschiedenen Grundrahmen 100 in unterschiedlicher geometrischer Form, einem Quadrat, einem Dreieck, einem unregelmäßigen Viereck und zwei Rechtecken. Die Beispiele illustrieren, dass für den Grundrahmen eine nahezu unbegrenzte Vielfalt von Formen, offene wie geschlossene Formen, darstellbar ist. Nicht gezeigt, jedoch auch vorgesehen ist der Einsatz von auch in der Ebene biegbaren oder bereits in einem bestimmten Radius vorgeformten Rahmenstreifen 110.

Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung 10 als Freiformfläche, wobei nicht nur die Bewehrung 10, sondern auch die Rahmenstreifen 110 konvexe Bereiche 12 und konkaven Bereiche 14 der Oberfläche gleichfalls annehmen.

Bei der ebenfalls dargestellten Ausführungsform einer Formgebungseinrichtung 200 handelt es sich um einen festen Formblock zur Formgebung, im Beispiel ein Wachsblock 290, dessen Oberfläche als Formgebungslage 250 entsprechend den Bedürfnissen ausgebildet ist. Um sicherzustellen, dass die Bewehrung 10 auch konkave Bereiche ausbildet, ist die Spannung des Garns 2 beim Ablegen entsprechend niedrig zu wählen. Alternativ dazu können Hilfsmittel wie ein Deckfilm 20 zum Einsatz kommen, vergleiche dazu die Beschreibung der Garnablageeinrichtung 300 (Figuren 29 und 30 und zugehörige Beschreibung).

Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Rahmenstreifens 110 und dessen Anwendung in Verbindung mit Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130. In Ansicht a) werden die Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 auf dem Rahmenstreifen 110 im gewünschten Abstand und in der gewünschten Anordnung aufgesetzt. Es entsteht die Anordnung gemäß Ansicht b). Ansicht c) zeigt, wie der Rahmenstreifen 110 bei der Auflage auf eine Oberfläche, die gewölbt ist und konvexe und konkave Bereiche aufweist, die Form dieser Oberfläche aufnimmt. In derselben Weise können auch hier nicht dargestellte Vertikalhalteeinrichtungen 180 (vgl. Figuren 20, 21) aufgesetzt werden.

Fig. 5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung von zwei Ausführungsformen eines Rahmenstreifens 110 mit Leitungsbahnen 120 und aufgesetzten Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130. Ansicht a) zeigt die in unterschiedlichen Abständen auf den Rahmenstreifen 110 aufgesetzten Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130, wobei auch die Leitungsbahnen 120 und eine Anschlussleitung 122 zur Versorgung mit elektrischer Energie dargestellt sind. Die Ansicht b) zeigt hingegen gleichmäßige Abstände der Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 untereinander. Die über die Anschlussleitung 122 den Leitungsbahnen 120 zugeführte elektrische Energie ermöglicht ein Anhaften der Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 auf dem Rahmenstreifen 110 durch Magnetkraft (vergleiche Fig. 17 und zugehörige Beschreibung). Fig. 6 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung von zwei

Ausführungsformen eines Rahmenstreifens 110 mit und ohne Einsenkfuß 115. Der Einsenkfuß 115 ist geeignet zur Fixierung des Rahmenstreifens 110 in einem relativ festen Material, wie in einem Wachsblock (vergleiche Fig. 3 und zugehörige Beschreibung) oder Sand, indem die Einsenkfüße 115 in das Wachs bzw. den Sand eingedrückt werden.

Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung 10, gebildet innerhalb eines durch Rahmenstreifen 110 gebildeten Grundrahmens 100 unter Verwendung von Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 mit Garnlenkung 138. Die Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 führt zu einer Lage der Garnschlinge 4 mit horizontaler Achse. Gleichwohl lässt sich die Garnschlinge 4 auch nach dem Aushärten noch in eine andere Position bringen. Die gleiche Anwendung ist in den Figuren 8, 9, 10 und 11 gezeigt. Die Garnlenkung ermöglicht eine Spreizung des zu einer Garnschlinge 4 zulaufenden und des ablaufenden Garns 2 in einem vorgegebenen Raster. Das Rastermaß entspricht dabei dem Durchmesser eines Lenkzylinders 140 (vergleiche Fig. 12 und zugehörige Beschreibung) sowie dem Abstand der Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 untereinander.

Fig. 8 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung 10, gebildet innerhalb eines Grundrahmens 100 unter Verwendung von Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 mit Garntor 136. Das Rastermaß der Bewehrung 10 wird ausschließlich durch die Abstände der Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 untereinander festgelegt. In der Darstellung (ebenso in Fig. 7) läuft das Garn 2 in Längsrichtung von den Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 ab, was einem rechten Winkel zum Rahmenstreifen 110 entspricht.

Die Figuren 9 und 10 zeigen jeweils eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung 10, gebildet innerhalb eines Grundrahmens 100 unter Verwendung von Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130, einmal mit Garnlenkung 138 bei Fig. 9 und einmal mit Garntor 136 bei Fig. 10. Im Unterschied zu den Figuren 7 und 8 läuft das Garn 2 in einem Winkel von 45° von den Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 bzw. zum Rahmenstreifen 110 ab.

Fig. 11 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bewehrung 10, gebildet innerhalb eines Grundrahmens 100 unter Verwendung von Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 mit Garntor 136. Hierbei ist das Garn 2 der Bewehrung 10 in einem anderen Winkel als 90° oder 45° orientiert.

Anstelle der Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 kann auch eine Vertikalgarnhalteeinrichtung 180 (vgl. Fig. 20, 21) eingesetzt werden. Dasselbe trifft auf die Ausführungsbeispiele zu, die in den Figuren 7 bis 10 dargestellt sind.

Fig. 12 zeigt eine schematische Detailansicht einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit Garnlenkung 138 und Garnhalterollen 134. Ein wesentliches Element der Garnlenkung 138 ist der Lenkzylinder 140. Dessen Durchmesser D definiert den Abstand zwischen dem einlaufenden und dem auslaufenden Garn 2 und sorgt damit zumindest in diesem Bereich für das Rastermaß der resultierenden Struktur der Bewehrung 10.

Fig. 13 zeigt eine schematische Detailansicht einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit einem Grundkörper 132 und dem Garntor 136. Mehrere Garne 2 laufen durch das Garntor 136 ein und aus, nachdem jeweils eine Garnschlinge 4 über Garnhalterollen 134 gebildet wurden. Die Garne 2 können aus dem Garntor 136 in beliebigen Winkeln ablaufen. Die Oberfläche des Garntors 136 ist durch eine entsprechend reibungsarme Gestaltung der Oberfläche so ausgeführt, dass auf das Garn 2 eine möglichst geringe Kraftwirkung, insbesondere durch Reibung, ausgeübt wird. Bevorzugt ist das Garntor aus Metall, einem Verbundmaterial oder einem anderen geeigneten Material, das als dicker Stab vorliegt und in die geeignete Form gebracht wird, um das Garn 2 greifen und in der vorgesehenen Position halten zu können. Dies gilt entsprechend für die Garnlenkung 138 und die Gestaltung der dort mit dem Garn 2 in Kontakt stehenden Oberflächen.

Fig. 14 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung mit Garntor 136 und eingelegter Garnschlinge 4 (rechte Darstellung) und eine Garnschlinge 4 ohne Horizontalgarnhalteeinrichtung 136. Als Garn 2 kommt sowohl ein einfaches Garn, wie dargestellt, oder auch ein Roving, ein gefachtes Garn oder ein gefachter Roving, in Betracht. Dies gilt für alle Ausführungsbeispiele, in denen ein einfaches Garn dargestellt ist.

Der Unterschied der beiden Darstellungen verdeutlicht die Wirkung der Horizontalgarnhalteeinrichtung 136, die eine bestimmte Lage der Garnschlinge 4, deren Orientierungsebene 6, vorgibt. Ohne die Horizontalgarnhalteeinrichtung 136 nimmt die Garnschlinge 4 eine Undefinierte Position ein kippt in eine beliebige Orientierungsebene 6, während diese bei Verwendung der Horizontalgarnhalteeinrichtung 136 eine im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung erfolgt, alternativ dazu in einem bestimmten Winkel, abweichend von der Senkrechten. Der Winkel der Orientierungsebene 6 ist von Bedeutung für die spätere Verwendung der Bewehrung, an deren Außenkante die Garnschlingen 4 austreten und zur Verwendung, insbesondere zur Verbindung von Strukturmodulen, zur Verfügung stehen. Vergleiche hierzu insbesondere die Figuren 32 bis 53 sowie 57 und die zugehörige Beschreibung.

Fig. 15 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit Garntor 136 und in zwei unterschiedlichen Varianten eingelegter und aus dem Garn 2 gebildeter Garnschlingen 4. Das Garn 2 wird bevorzugt automatisch abgelegt, wobei auch die Garnspannung entsprechend dem jeweiligen Erfordernis eingestellt wird. Ansicht a) zeigt das Garn 2 vor der Entformung, sodass es auf der Formgebungslage 250 (vergleiche unter anderem Fig. 23) aufliegt, Ansicht b) nach der Entformung und mit hoher Spannung.

Fig. 16 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit Garntor 136. Ein Grundkörper 132 nimmt die beiden Garnhalterollen 134 auf. Hierzu sind diese jeweils auf einem Stützbock 135 angeordnet, der in eine Nut im Grundkörper 132 eingesetzt wird.

Fig. 17 zeigt eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit Garntor 136, wie bereits in Fig. 16 beschrieben. Weiterhin ist der Haltemagnet 160 erkennbar, der an der Unterseite des Grundkörpers 132 angeordnet und dort verschraubt ist. Der Haltemagnet 160, beispielsweise ausgebildet als eine Solenoide oder bevorzugt als eine Flachspule, weist Kontakte 162 auf, deren Abstand zueinander dem der Leitungsbahnen 120 auf dem Rahmenstreifen 110 entspricht (vergleiche Fig. 5 und zugehörige Beschreibung). Mit Hilfe der Kontakte 162 kann der Haltemagnet 160 mit elektrischer Energie versorgt werden, sobald die Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 auf dem Rahmenstreifen 110 aufgesetzt wird. Gleiches gilt für andere Garnhaiteeinrichtungen, sobald ein entsprechender Grundkörper 132 mit dem Haltemagneten 160 und den Kontakten 162 ausgerüstet ist (vgl. auch Fig. 21 und zugehörige Beschreibung).

Erkennbar ist weiterhin, dass nicht nur die Führung des Garns 2, von dem nur ein Querschnitt gezeigt ist, in der Ebene gesteuert werden kann, sondern auch die vertikale Position vorbestimmbar ist. Hierzu werden sowohl die Garnhalterollen 134 als auch das Garntor 136‘ in einer alternativen Ausführungsform mit erhöhter Position an dem Grundkörper 132 angebracht. Um die Garnhalterollen 134 in erhöhter Position anzubringen, ist ein erhöhter Stützbock 135‘ vorgesehen. Fig. 17 verdeutlicht den modularen Charakter der Horizontalgarnhalteeinrichtung 130, da die Elemente austauschbar sind. Fig. 18 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit Garnlenkung 138. Im Übrigen wird auf die Erläuterungen zu Fig. 12 verwiesen

Fig. 19 zeigt eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit Garnlenkung 138 und Haltemagneten 160. Es wird auf die Erläuterungen zu den Figuren 12 und 17 verwiesen.

Fig. 20 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung und Fig. 21 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer

Vertikalgarnhalteeinrichtung 180. Diese umfasst gleichermaßen wie die Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 einen Grundkörper 132, der in einer bevorzugten modularen Ausführungsform denselben Aufbau und dieselben Anschlussmöglichkeiten aufweist. An der Position, wo bei der Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 ausschließlich das Garntor 136 oder die Garnlenkung 138 angebracht sind, wird bei der

Vertikalgarnhalteeinrichtung 180 ein gesondertes Modul angesetzt, das auf eine Vertikalbasis 182 die mit ihrer Rotationsachse vertikal ausgerichteten Garnhalterollen 134 und das Garntor 136 aufweist. Mit der Vertikalgarnhalteeinrichtung 180 ist es möglich, die über den Garnhalterollen

134 ausgebildete Garnschlinge 4 in einer im Vergleich zur Horizontalgarnhalteeinrichtung abweichenden, im Wesentlichen horizontalen Orientierung auszubilden. Weiterhin ist ein Haltemagnet 160 mit Kontakten 162 zur Verschraubung an der Unterseite des Grundkörpers 132 vorgesehen.

Fig. 21 verdeutlicht den modularen Charakter der Vertikalgarnhalteeinrichtung 180, da die Elemente austauschbar sind.

Fig. 22 zeigt eine schematische Seitenansicht von zwei Ausführungsformen einer Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mit Garntor 136 und eingelegter Garnschlinge 4, wobei besonderes Augenmerk auf die Fixierung des Garns 2 gelegt wird. Bei Ansicht a) erfolgt die Fixierung auf der Formgebungslage 250 durch ein Anpressen des imprägnierten Garns oder durch einen darüber aufgebrachten, bevorzugt selbstklebenden Deckfilm 20 (vergleiche auch die Garnablageeinrichtung 300 gemäß Beschreibung zu den Figuren 29 und 30).

Ansicht b) weist zwei unterschiedliche Horizontalgarnhalteeinrichtungen 130 auf, die sich in ihrer Arbeitshöhe unterscheiden, wobei auch auf die Erläuterung zu Fig. 17 verwiesen wird. Jedenfalls ist es nach dieser Ausführungsform vorgesehen, die Garne 2 miteinander zu verbinden, ohne dass diese auf der Formgebungslage 250 aufliegen müssen. Die Verklebung erfolgt analog zu Ansicht a) durch Verkleben mithilfe einer Imprägnierung oder mit einem zusätzlichen Hilfsmittel.

Fig. 23 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung 200, wie sie bevorzugt für die Ausbildung der erforderlichen Krümmung bzw. der Freiform vorgesehen ist. Wie beispielsweise aus Fig. 1 bekannt, wird die Formgebungseinrichtung 200 auf der Basis 1 aufgestellt und umfasst neben den Seitenwänden 212 einen Boden 214. Um einen geschlossenen Raum für ein Druckgefäß 210 zu erhalten, in dem ein Fluid 230 eingefüllt und ein Fluiddruck 234 erreicht werden kann, muss auch die Oberseite abgedeckt werden. Dies erfolgt mittels der Formgebungslage 250.

Zum näheren Aufbau der Formgebungslage 250 wird auf Fig. 25 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Die Formgebungslage 250 weist an ihrer Unterseite, die zum Druckgefäß 210 hin weist, eine Innendichtlage 228 auf. Daneben sind zur verbesserten Abdichtung nach der Seitenwand 212 hin eine Seitenmembran 222 und zum Boden 214 hin eine Horizontalmembran 224 vorgesehen. Die Anbindung zwischen der Formgebungslage 250 und der Seitenwand 212 erfolgt durch eine Gleiteinrichtung 226, die eine ungehinderte vertikale Bewegung des Randbereichs der Formgebungslage 250 gegenüber der Seitenwand 212 ermöglicht.

Um das Fluid 230 in das Druckgefäß 210 einzubringen und den Fluiddruck 234 des Fluids 230 zu steuern, ist eine Fluidpumpe 232 vorgesehen. Diese fördert das Fluid 230 über einen Fluideinlass 236 in das Druckgefäß 210 und baut dort den erforderlichen inneren Druck auf. Nach dem Aufbau des Fluiddrucks 234 weist die Formgebungslage 250 eine gleichmäßige Wölbung 202 auf. Um zu der letztlich gewünschten Topographie der Oberfläche der Formgebungslage 250 zu gelangen, wird diese an mehreren Stellen gegen den Fluiddruck 234 in Richtung des Bodens 214 gezogen. Hierfür sind an der Formgebungslage 250 an Anlenkpunkten 246 angebrachte Steuerseile 244 vorgesehen, die durch Steuermotoren 242 gezogen werden können. Die Ansteuerung der Steuermotoren 242 erfolgt mittels einer Steuereinrichtung 240. Diese legt fest, welcher der Steuermotoren 242 das entsprechende Steuerseil 244 um welche Länge einziehen muss, um die gewünschte Höhe der Formgebungslage 250 an der betreffenden Position zu erreichen.

Die vom Druckgefäß 210 abgewandte Seite der Formgebungslage 250 weist eine als Außendichtlage 264 ausgebildete Formungsebene auf. Diese verhindert eine

Verschmutzung des Inneren der Formgebungslage 250 und sichert bereits eine im Wesentlichen ebene Oberfläche, ungeachtet der inneren Struktur der

Formgebungslage 250. Damit die Außendichtlage 264 an den Stellen, wo sie auf einer Kernlage 252 (vergleiche Fig. 25 und die dortige Beschreibung) der Formgebungslage 250 nicht lokal einsinkt, ist es vorgesehen, zwischen der Innendichtlage 228 und der Außendichtlage 264 einen Fluiddruck aufzubauen. Hierzu dient eine Pumpe 260, die ein weiteres Fluid durch das Druckgefäß 210 hindurch über eine Zuleitung 262 zu der Formgebungslage 250 fördert.

Fig. 24 zeigt eine schematische Draufsicht von zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung 200, wobei die Verteilung der Anlenkpunkte 246 unter der Formgebungslage 250 erkennbar wird. Die Verteilung der Anlenkpunkte 246 kann je nach Anforderung unterschiedlich gewählt werden. Zusätzlich sind im Randbereich ebenfalls Anlenkpunkte 246 verteilt, um die Position der Formgebungslage 250 im Randbereich, in unmittelbarer Nähe der Seitenwände 212, ebenfalls steuern zu können.

Fig. 25 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Details einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Formgebungseinrichtung 250, wobei ebenso der Boden 214, die Horizontalmembran 224 und der Steuermotor 242 im Inneren des Druckgefäßes 210 erkennbar sind. Das vom Steuermotor 242 gezogene Steuerseil 244 ist am Anlenkpunkt 246 mit der Formgebungslage 250 und insbesondere der Kernlage 252 im Inneren der Formgebungslage 250 verbunden. Die Kernlage 252 besteht aus einzelnen, miteinander verbundenen Kernelementen 254. Um ein Eindringen des Fluids 230 aus dem Druckgefäß 210 in die Kernlage 252 zu verhindern, ist die zum Druckgefäß 210 hin weisende Seite der Kernlage 252 mittels der Innendichtlage 228 abgedichtet. Die Kernelemente 254 sind untereinander über Überströmöffnungen 258 fluidtechnisch und über Verbinder 256 mechanisch verbunden. Sie sind darüber hinaus mit einer Eiseneinlage 257 versehen.

Die Oberseite der Formgebungslage 250 ist hingegen mit der Außendichtlage 264 versehen, deren Funktion bereits bei den Erläuterungen zu Fig. 23 Erwähnung fand. Darüber hinaus ist auf der Außendichtlage die Horizontalgarnhalteeinrichtung 130 mittels Rahmenstreifen 110 aufgesetzt, wobei eine zusätzliche Ausgleichslage 266 zwischen dem Rahmenstreifen 110 und der Außendichtlage 264 angeordnet ist. Die Ausgleichslage 266 ermöglicht den Ausgleich zwischen der Wölbung der Außendichtlage 264 und der ebenen Grundfläche des Grundkörpers 132. Anstelle einer Ausgleichslage 266 kann auch der Rahmenstreifen 110 allein, mit entsprechenden Eigenschaften zum Höhenausgleich ausgestattet, zum Einsatz kommen. Die Figuren 26 und 27 zeigen jeweils einen Ausschnitt einer Ausführungsform der Kernlage 252, mit Fig. 26 in einer schematischen Draufsicht und mit Fig. 27 eine schematische perspektivische Detaildarstellung. Die spezielle Struktur ermöglicht ein einfaches Dehnen und Komprimieren während der Formgebung, ohne dass eine permanente Deformation erfolgt, und die Ausbildung einer homogenen Oberfläche ohne unerwünschte Deformationen oder überstehende Bereiche.

Fig. 28 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Kernelements 254 mit Innendichtlage 228 und Außendichtlage 264. Die Eiseneinlage 257 im Inneren und in den Verbindern 256 ermöglicht eine Wechselwirkung mit einem Magneten.

Fig. 29 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Garnablageeinrichtung 300 mit Garnanpressrolle 314 und Deckfilmauftrageinrichtung 320, die beide gemäß der Darstellung im Einsatz sind. Das Garn 2 wird von einer Rolle abgewickelt und gelangt durch eine Garnimprägnierungseinrichtung 310, wo ein Imprägnierungsmittel 8 auf das Garn 2 aufgebracht wird. Das in der Weise imprägnierte Garn 2 wird durch eine Garnführungseinrichtung 312 geführt und auf die Formgebungslage 250 aufgebracht. Dabei erfolgt unmittelbar nach dem Aufbringen auch ein Anpressen mittels der Garnanpressrolle 314.

Unmittelbar darauf folgt das Aufbringen eines Deckfilms 20, der ebenfalls von einer Rolle, einem Deckfilmspender 322, gefördert und mittels einer Deckfilmanpressrolle 324 auf das Garn 2 und gegen die Formgebungslage 250 gepresst wird. Damit wird das Garn 2 abgedeckt und gesichert (vergleiche Fig. 31 und zugehörige Beschreibung). Die Sicherung des Garns 2 erfolgt dabei gegen seitliches Verschieben sowie gegen ein Abheben von der Formgebungslage 250, dort insbesondere in konkav ausgeformten Bereichen.

Fig. 30 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Garnablageeinrichtung 300, die der aus Fig. 29 entspricht, jedoch ohne dass sich die Garnanpressrolle 314 und die Deckfilmanpressrolle 324 im Einsatz befinden.

Fig. 31 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Garns 2 mit aufgebrachtem Deckfilm 20, das zuvor mit dem Imprägniermittel 8 versehen und angedrückt wurde.

Fig. 32 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Systems zum Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen, einer Randverbindung 400, einmal in gestreckter und einmal in gewölbter Ausbildung. Die Randverbindung 400 ist sowohl bei ebenen, planaren (Ansicht a) als auch bei gewölbten, nicht-planaren Betonstrukturmodulen 72 (Ansicht b) ersetzbar. Die Randverbindung 400 umfasst ein Flachkeilelement 410 sowie zwei Flachschalen 420, die gegeneinander längs verschiebbar sind und wobei Keile 412 in die Keilnut 422 der Schalenelemente, der Flachschalen 420 eingreifen. Die genaue Wirkungsweise wird in den nachfolgenden Figuren gezeigt und entsprechend erläutert.

Die Randverbindung 400 kann als unidirektionale Randverbindung 400, wie in Fig. 32 gezeigt, oder multidirektionale Randverbindung 403, vgl. Figuren 50 und 51, eingesetzt werden. Bei der unidirektionalen Randverbindung 400 bildet die Bewehrung aus beiden verbundenen Betonteilen und der Randverbindung 400 selbst eine Linie oder eine Tangente am Ort der Verbindung im Fall von nicht ebenen Betonbauteilen. Es bedeutet auch, dass die unidirektionale Randverbindung 400 nur zur Verbindung von zwei Strukturmodulen, insbesondere Betonstrukturmodulen, geeignet ist. Die unidirektionale Randverbindung 400 umfasst wiederum zwei mögliche Anwendungen: die In-Plane- und die Out-of-Plane-Ve rbindung.

Die In-Plane-Ve rbindung umfasst Lösungen, bei denen die Randverbindung 400 in der Ebene von Betonplatten oder parallel zu den Betonplatten verläuft, ungeachtet deren Topographie. Der horizontale Verlauf, die In-Plane-Ve rbindung, wird überwiegend bei Schalen- und Plattenstrukturen, horizontal entwickelten Strukturen, eingesetzt (vgl. Fig. 44a, b und c). Balkenelemente, wie in den Figuren 45 - 47 dargestellt, gehören ebenfalls zur In-Plane- Lösung wie Sandwichlösungen (vgl. Fig. 44b).

Zur Erweiterung der Funktionalität gibt es die Out-of-Plane- Lösungen, bei denen die Randverbindung 400 senkrecht zur Ebene der Betonkonstruktionen angeordnet ist. Bei der nicht horizontalen Randverbindung 400, der Out-of-Plane-Ve rbindung, müssen Betonkonstruktionen in Form eines Gitters oder einer zellularen Struktur vorliegen (vgl. Figuren 48 - 50).

Höhe und Breite der Wandelemente bzw. Strukturmodule 72 mit vertikal ausgerichteter Randverbindung 400 oder Zentralverbindung 403 (vgl. Figuren 50 und 51) können unterschiedlich sein. Somit kann die nicht horizontale Randverbindung 400 oder Zentralverbindung 403 zum Verbinden von massiven Wänden in einem Gebäude oder relativ kleinen Bauteilen einer komplizierten Gitterstruktur als Strukturmodulen 72, wie in Fig. 50 gezeigt, verwendet werden.

Fig. 33 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Randverbindung 400 mit angelegten Garnschlingen 4, die von zwei zu verbindenden Betonstrukturmodulen stammen und im Verbindungsbereich überlappen und ineinandergreifen. In die in der Weise überlappenden Garnschlingen 4 wird die Randverbindung 400 eingeschoben. Sobald sich infolge der Keilwirkung beim Eintreiben des Flachkeilelements 410 die beiden Flachschalen 420 voneinander entfernen, werden auch die beiden Garnschlingen 4 gegeneinander gezogen (vergleiche angegebene Pfeilrichtung) und, infolge des Ineinandergreifens, die hier nicht näher bezeichneten Betonstrukturmodule aneinander gezogen.

Fig. 34 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Randverbindung 400, umfassend ein Flachkeilelement 410, dargestellt in der Mitte, aufweisend die Keile 412, sowie zwei seitlich von dem Flachkeilelement 410 angeordnet dargestellte Flachschalen 420. Die Flachschalen 420 weisen jeweils eine Keilnut 422 auf, in die das Flachkeilelement 410 vor der Montage ersetzbar ist. Der Grund der Keilnut 422 weist ebenfalls keilförmige Elemente auf, die in Zusammenwirken mit den Keilen 412 bei relativer Längsbewegung zwischen dem Flachkeilelement 410 und den Flachschalen 420, beim Eintreiben des

Flachkeilelements 410 zwischen die Flachschalen 420, bevorzugt aber beim Ausziehen aus den Flachschalen 420, eine Spreizbewegung senkrecht zur Längsausdehnung von Flachkeilelement 410 und Flachschalen 420 hervorruft. Zum Ausziehen ist eine ausreichende auf das Flachkeilelement 410 wirkende Zugkraft erforderlich.

Fig. 35 zeigt drei schematische Ansichten, perspektivisch und im Schnitt, eines Betonstrukturmoduls 72 mit Randnut 74 sowie einer Randverbindung 400 mit angelegten Garnschlingen 4, eingesetzt in die Randnuten 74 der beiden Betonstrukturmodule 72. Durch die Randnuten 74 wird es möglich, die

Verbindungsstelle und die dort eingesetzte Randverbindung 400 unsichtbar auszuführen.

Fig. 36 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Randverbindung 400 und dem Ablauf des Spreizvorgangs. In Ansicht a) liegen das Flachkeilelement

410 und die Flachschalen 420 dicht beieinander. In Ansicht b) beginnt die

Relativbewegung zwischen Flachkeilelement 410 und Flachschalen 420, indem das Flachkeilelement 410 ausgezogen wird (vergleiche Pfeilrichtung nach unten). Dadurch beginnt die Spreizung der Flachschalen 420 (vergleiche seitliche Pfeilrichtung). In Ansicht c) ist die Spreizung vollendet, während Ansicht d) auf die optional vorgesehene Einbringung eines Fixiermittels 425 hinweist, das eine unerwünschte Lösung der Verkeilung, beispielsweise infolge von Erschütterungen, verhindert. Auch bei unvollständigem Auszug des Flachkeilelements 410 verhindert das Fixiermittel 425 ein Zurückspringen des Flachkeilelements 410.

Die Figuren 37 und 38 zeigen jeweils eine schematische geschnittene Ansicht, einmal Querschnitt und einmal Längsschnitt, einer Ausführungsform einer Randverbindung 400, die den Ablauf des Spreizvorgangs wie in Fig. 36 gezeigt nochmals vergrößert darstellt, es wird insoweit auf diese Erläuterungen zu Fig. 36 verwiesen Fig. 39 zeigt eine schematische geschnittene Darstellung einer Randverbindung 400, wobei die Flachschalen 420 unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Durch Auswahl eines geeigneten Querschnitts kann eine optimierte Anpassung an den Querschnitt einer Randnut 74 oder an Anordnung bzw. Ausbildung der Garnschlingen 4 erreicht werden.

Fig. 40 zeigt eine schematische geschnittene Ansicht von drei weiteren

Ausführungsformen einer Randverbindung 400. Die Ausführungsform gemäß Ansicht a) stellt eine Standardform dar, bei der alle Komponenten aus demselben Material bestehen. Bei der Ausführungsform gemäß Ansicht b) bestehen alle Komponenten aus einem Verbundmaterial bzw. Kompositmaterial, das schichtweise übereinander gefügt wurde. Die Ausführungsform gemäß Ansicht c) weist eine eigene Keilbewehrung 414 des Flachkeilelements 410 für höhere Zugfestigkeit und damit größere Keilkräfte auf. Fig. 41 zeigt eine schematische geschnittene Ansicht von einer weiteren

Ausführungsform einer Randverbindung 400, umfassend eine Wälzbahn 430, die das Einschieben bzw. Einziehen des Flachkeilelements 410 zwischen die Flachschalen 420 erleichtert. Anstelle der Gleitreibung auf den Flanken der Keile 412 mit der entsprechenden Kontur der Keilnut der Flachschale 420 tritt durch den Einsatz der Wälzbahn 430 Rollreibung auf. Die Ansicht a) zeigt die Situation vor Beginn, die Ansicht b) am Ende des Spreizvorgangs. Eine alternative Ausführung der Wälzbahn 430 ist nicht in Abschnitten, wie dargestellt, sondern durchgehend ausgeführt.

Fig. 42 zeigt eine schematische geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Randverbindung 400, die Flachschalen 420 aufweist, deren äußere Oberfläche mit einer Halteschicht 421 versehen ist. Diese ist leicht deformierbar, sodass die dort anliegenden Garnschlingen bei mechanischer Belastung in die Halteschicht 421 einsinken. Dies sichert die Garnschlingen gegen ein Verrutschen in Längsrichtung der Randverbindung 400, sodass beim Ziehen oder Schieben des Flachkeilelements 410 gegenüber den Flachschalen 420 keine weitere Gegenkraft aufgewendet werden muss. Zudem werden Querkräfte, die über die Garnschlingen auf die Flachschale 420 einwirkt, besser über die äußere Oberfläche der Flachschalen 420 verteilt.

Fig. 43 zeigt eine schematische Ansicht von drei weiteren Ausführungsformen einer Randverbindung 400 im Längsschnitt, wobei in den Ansichten a) bis d) unterschiedliche Formen der Keile 412 zum Einsatz kommen. Sie unterscheiden sich in der im Einsatz aufbringbaren Kraftwirkung, wobei die lang gestreckten Keile 412 der Ansichten b) und d) zum Erreichen größerer Spreizkraft geeignet sind. Demgegenüber weisen die Keile 412 der Ansichten a) und c) abgeflachte Bereiche auf, auf denen nach Abschluss des Spreizvorgangs die in Wechselwirkung stehenden Teile, Flachkeilelement 410 und Flachschalen 420, ruhen können, ohne dass weitere Längskräfte aufgebracht werden müssen. Der lange Kegel bei der Ausführungsform gemäß Ansicht b) ermöglicht außerdem eine präzisere Steuerung der Spreizkraft. Bei der Ausführungsform gemäß Ansicht c) ist die äußere Kontur als ein Spline ausgebildet, sodass zu Beginn des Ausziehvorgangs nur die Haftreibung zu überwinden ist und die Spreizkraft erst später einsetzt, wenn der Keil 412 bereits in gleitender Bewegung ist. Bei der Ausführungsform gemäß Ansicht d) ist außerdem durch eine treppenartige Kontur eine schrittweise, diskrete und damit konkret zählbare Einstellung und Anwendung der Spreizkraft der Flachschalen 420 möglich. Fig. 44 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung von drei Verwendungen einer Ausführungsform einer Randverbindung 400, wobei unterschiedliche Ausführungsformen von Betonstrukturmodulen 72 verbunden werden, Ansicht a) zeigt zwei doppelt gewölbte Betonstrukturmodule 72, die an einer Verbindungskante 76 mittels Randverbindung 400 verbunden werden.

Ansicht b) zeigt zwei Betonstrukturmodule 72 in Sandwichaufbau, wobei beide Schalen des Sandwichaufbaus jeweils eine eigene Randverbindung 400 aufweisen. Ebenso ist die Randverbindung 400 geeignet, um ebene Betonstrukturmodule 72 zu verbinden, wie in Ansicht c) gezeigt wird.

Fig. 45 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung 400, wobei der Einsatz zur Verbindung von zwei Trägern 80 erfolgt. An der Zugseite unten und an der Druckseite oben, eine Normalbelastung vorausgesetzt, ist jeweils eine Randverbindung 400 vorgesehen.

Fig. 46 zeigt eine schematische perspektivische Detailansicht der Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung 400 gemäß Fig. 45. Dabei ist die Randverbindung 400 zusätzlich unter Darstellung der Garne 2, die Garnschlingen 4 ausbilden, gezeigt. Durch die ineinandergreifenden Garnschlingen 4 verläuft die Randverbindung 400. Die ebenfalls auf dieselbe Randverbindung 400 zugreifenden Garnschlingen 4 des zu verbindenden zweiten Trägers 80 sind dabei zugleich hinzuzudenken, da die gezeigte Situation kein Eingreifen der Garnschlingen 4 des anderen Trägers 80 mehr ermöglichen würde. Die Garnschlingen 4 der zu verbindenden Elemente müssen zuvor in Eingriff gebracht werden, ehe die Randverbindung 400 eingeschoben werden kann.

Fig. 47 zeigt eine schematische geschnittene Ansicht von drei weiteren Verwendungen einer Ausführungsform einer Randverbindung 400, wo in den Ansichten a) bis c) verschiedene Elemente einander verbunden werden. Ansicht a) entspricht dabei der in den Figuren 45 und 46 gezeigten Verwendung, während die Ansichten b) mit einem T- Träger und c) mit einem Freiformelement andere Ausführungsformen von Betonstrukturmodulen 72 zeigen.

Die Figuren 48 und 49 zeigen jeweils eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Verwendung einer Ausführungsform einer Randverbindung 400. Fig. 48 zeigt eine Ausführungsform einer Randverbindung 400, die auch geeignet ist, eine Verbindung von Trägern oder verschiedenen tragenden oder nicht tragenden Wandelementen herzustellen. Die Verbindung erfolgt dabei mittels vertikaler Verbindungsstellen, wie in Fig. 48 gezeigt. Damit können beispielsweise unterschiedliche Gitter- oder Gitterstrukturen aus Betonstrukturmodulen bzw. Betonelementen zusammengefügt werden, wie in den Figuren 49 und 50 gezeigt.

Die zuvor beschriebene unidirektionale Randverbindung 400 dient der Verbindung zweier Betonstrukturmodule 72 (vgl. z. B. Fig. 44). Sie ist nicht geeignet zur Verbindung von mehr als zwei konkreten Elementen, um eine Art zellulärer Struktur zu erzeugen.

Um die Funktionalität der Randverbindung 400, wie sie in den Figuren 44 bis 49 gezeigt wird, zu erweitern, ist deshalb eine Modifizierung vorgesehen, um eine in den Figuren 50 und 51 gezeigte multidirektionale Kantenverbindung bereitzustellen. Dies wird erreicht durch eine Zentralverbindung 403, wie sie in Fig. 51 im Detail gezeigt wird. Diese ist für die Ausbildung von Netzstrukturen mit variablen Winkeln und Verbindungskanten geeignet, wie in Fig. 50 mit einer schematischen perspektivischen Darstellung einer Verwendung einer Ausführungsform einer Zentralverbindung 403 zur Verbindung von mehr als zwei Betonstrukturmodulen 72 gezeigt. Dabei kreuzen sich mehrere Stege benachbarter Betonstrukturmodule 72 an einer gemeinsamen multidirektionalen Randverbindung, der Zentralverbindung 403. Die nicht erkennbaren Garnschlingen 4 (vgl. z. B. Figuren 51, 53 oder 57) werden wie zuvor erläutert hergestellt (vgl. Figuren 7 - 22). Die zylindrische Struktur der mehrachsigen Zentralverbindung 403 ermöglicht eine radiale Ausdehnung anstelle einer lateralen Ausdehnung bei einer unidirektionalen Randverbindung 400. Daher ist es möglich, eine Ausdehnung in jeder Richtung der Ebene vorzusehen, die die multidirektionale Zentralverbindung 403 schneidet. Die Zentralverbindung 403 weist die gleichen Schlüsselkomponenten wie die unidirektionaler Randverbindung 400 auf. Die multidirektionale Zentralverbindung 403 umfasst auch einen Mittelteil, hier ausgeführt als Zylinderkeilelement 413, und mehreren Seitenteilen, hier als Zylinderschalen 423 ausgeführt. Dabei ist das Keilelement ebenso mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgestattet und als Zylinderkeilelement 413 ausgebildet, wie die Schalenelemente als ein Abschnitt eines Kreisrings als Zylinderschale 423 ausgeführt sind. Der Zylinderkeilelement 413 kann unterschiedliche Konturen an seiner Oberfläche entsprechend der Darstellung in Fig. 43 und damit unterschiedliche Funktionalitäten aufweisen. Die multidirektionale Zentralverbindung 403 ähnelt in ihrer Funktion der

Randverbindung 400, die ebenfalls so konstruiert ist, dass sie sich quer durch die textilen Garnschlingen 4 (vgl. u. a. Fig. 46) ausdehnt und eine Verspannung zwischen den Betonstrukturmodulen 72 oder den Trägern 80 hervorruft. Die verschiedenen Garnschlingen 4, die aus jeweils einem Garn 2 gebildet werden, sind nicht mehr oval, sondern kreisförmig ausgebildet. Die Ursache dafür liegt in der Zentralverbindung 403 mit einem kreisförmigen Querschnitt.

Ein wichtiger Unterschied der Zentralverbindung 403 zur Randverbindung 400 besteht allerdings in der Einführung eines elastischen Kreisringshalters 424. Bei einer in mehrere Richtungen wirksamen Zentralverbindung 403 hält der elastische

Kreisringshalter 424 die zugehörigen Bestandteile zusammen, bevor die Zentralverbindung 403 in den Verbindungskanal, der durch die ineinandergreifenden Garnschlingen 4 gebildet wird, eingeführt wird. Der Kreisringshalter 424 kann theoretisch auch für den unidirektionalen Randverbinder genutzt werden, um dessen Bestandteile vor dem Einführen in die Randnuten zusammenzuhalten. Fig. 52 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Randverbindung 400, die in besonders vorteilhafter Weise ohne ein ineinandergreifendes Überlappen der Garnschlingen 4 vor der Montage auskommt. Dies erleichtert die Montage, da bei dieser Ausführungsform die relativ instabilen Garnschlingen 4 nicht erst zur Überdeckung gebracht werden müssen, um eine Öffnung zum Einführen zu schaffen.

Stattdessen sind die Garnschlingen 4 in Bezug auf die Ausführungsform gemäß den Figuren 32, 35 und 53 gedreht und in ein Schlingenbett 440 eingefügt. Dieses weist eine Auskragung 442 auf, in die das insbesondere scharfkantig ausgebildete, gegen ein unerwünschtes Abrutschen vom Schlingenbett 440 gesicherte Flachschale 420 jeweils eingreift. Werden infolge der Wechselwirkung zwischen dem Flachkeilelement 410 und der Flachschale 420 die Flachschalen 420 gespreizt, wird über das zu jeder der Garnschlingen 4 gehörige Schlingenbett 440 die erwünschte Zugkraft auf das Garn 2 ausgeübt.

Fig. 53 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Randverbindung 400 mit gesonderten Garnschlingen 4, die nicht an eine textile Bewehrung angebunden, sondern in das aushärtbare Material des Betonstrukturmoduls 72 eingebettet sind. Für einen verbesserten Halt sorgt ein Schlingenhalter 5, der zugleich die beiden Enden der Garnschlinge 4 zusammenfasst. Der Schlingenhalter 5 ist bevorzugt als ein Anker ausgebildet, der im aushärtbaren Material verankerbar ist. Fig. 54 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Montagehilfsmittels 500, das in die Randnut 74 des ersten Betonstrukturmoduls 72 eingeführt wird und das Aufsetzen des zweiten Betonstrukturmoduls 72 erleichtert. Das Montagehilfsmittel 500 weist ein Hakenprofil 510 auf, das Ungenauigkeiten der Oberfläche in der Randnut ausgleichen und ein unerwünschtes Zurückgleiten des Montagehilfsmittels 500 erschweren kann. Die Montage und Verwendung ist in Fig. 55 dargestellt. Fig. 54 zeigt zudem, dass die Randverbindung 400 im Inneren des Montagehilfsmittels 500 zum Einsatz kommen kann, ohne dass das Montagehilfsmittel 500 entfernt werden müsste. Die Garnschlingen sind nicht gezeigt. Fig. 56 zeigt noch eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Montagehilfsmittels 500. Fig. 57 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonbauteils 70. In der dargestellten Ausführungsform ist dieses als Sandwichelement dargestellt, sodass die Betonstrukturmodule 72, die die beiden Schalen des Sandwichelements bilden, jeweils mit einer gesonderten Randverbindung 400 verbunden sind. Der ohne Betonüberdeckung gezeigte Bereich der Bewehrung 10 verdeutlicht das Ineinandergreifen der Garnschlingen 4, die jeweils zur Bewehrung 10 beider Betonstrukturmodule 72 gehören.

Weiterhin wird eine Querkraftbewehrung 16, eine kastenförmige Bewehrung aus einem textilen gitterartigen Gebilde, gezeigt, die sowohl in die beiden Schalen des

Sandwichelements eingreift, als auch die Verbindungs- und Abstandsstruktur zwischen den beiden Schalen darstellt.

Weiterhin ist eine gitterrohrförmige Bewehrung 18 vorgesehen, die die Einleitung hoher Kräfte in der vorgesehenen Richtung ermöglicht und diese ableitet. Die gitterrohrförmige Bewehrung 18 kann auch Kräfte über mehrere Betonstrukturmodule 72 hinweg ableiten. Dazu ist ein Bewehrungsstrang 19 in das Innere der gitterrohrförmigen Bewehrung 18 eingeführt. Anstelle des Bewehrungsstrang 19 kann auch eine Leitung hindurchgeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Basis

2 Garn

4 Garnschlinge

5 Schlingenhalter

6 Orientierungsebene

8 Imprägniermittel

10 Bewehrung

12 konkaver Bereich

14 konvexer Bereich

16 Querkraftbewehrung

20 Deckfilm

70 Betonbauteil

72 (Beton-)Strukturmodul

74 Randnut

76 Verbindungskante

80 Träger

100 Grundrahmen

110 Rahmenstreifen

115 Einsenkfuß

120 Leitungsbahn

122 Anschlussleitung

130 Garnhaiteeinrichtung, Horizontalgarnhalteeinrichtung

132 Grundkörper

134 Garnhalterolle

135, 135‘ Stützbock

136, 136‘ Garntor

138 Garnlenkung

140 Lenkzylinder

160 Haltemagnet

162 Kontakt

180 Garnhaiteeinrichtung, Vertikalgarnhalteeinrichtung

182 Vertikalbasis

200 Formgebungseinrichtung

202 Wölbung Druckgefäß Seitenwand Boden Seitenmembran Horizontalmembran Gleiteinrichtung Innendichtlage Fluid Fluidpumpe Fluiddruck Fluideinlass Steuereinrichtung Steuermotor Aktor, Steuerseil Anlenkpunkt Formgebungslage Kernlage Kernelement Verbinder Eiseneinlage Überströmöffnung Pumpe Zuleitung Formungsebene, Außendichtlage Ausgleichslage Formblock, Wachsblock Garnablageeinrichtung Garnimprägniereinrichtung Garnführungseinrichtung Garnanpressrolle Deckfilmauftrageinrichtung Deckfilmspender Deckfilmanpressrolle System zum Verbinden, Randverbindung System zum Verbinden, Zentralverbindung Keilelement, Flachkeilelement 412 Keil

413 Keilelement, Zylinderkeilelement

414 Keilbewehrung

420 Schalenelement, Flachschale

421 Halteschicht

422 Keilnut

423 Schalenelement, Zylinderschale

424 Kreisringshalter

425 Fixiermittel

430 Wälzbahn

440 Schlingenbett

500 Montagehilfsmittel

510 Hakenprofil

D Durchmesser (Lenkzylinder)