EP3247845A1

EP3247845A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen von bauteilen aus beton sowie damit hergestellte betonbauteile

Info

Publication number: EP3247845A1
Application number: EP16701268.1A
Authority: EP
Inventors: Thorsten KLOOSTER; Jan JURASCHEK
Original assignee: Kennwert Rd GmbH
Current assignee: Kennwert Rd GmbH
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2017-11-29
Also published as: DE102015100715A1; WO2016116456A1; AU2016208600A1; US20170368713A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schalelement für ein Schalungssystem für Betonbauzwecke, insbesondere zur Einbindung in eine Konstruktionsebene des Schalungssystems, mit einem kastenartigen betonabgewandten Tragkörper (1, 2), mit einer im Einsatz betonzugewandten Oberseite (6), mit einer Ausnehmung (3) in der Oberseite (6) zur Befestigung von an/in der Ausnehmung (3) befestigbaren, betonzugewandten Formgebungsmitteln (11; 11'; 35), mit einem unterdruckdurchlässigen Abstandhalter (14; 17) mit einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (16) und mit Anschlusseinrichtungen (7, 8, 9) zum Aufbringen eines Unterdrucks, wobei eine Mehrzahl an Formgebungsmitteln (35) mittels Unterdruck an der Oberseite (6) reversibel befestigbar sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Schalungssystem mit einem derartigen Schalelement und ein Betonbauteil, das mit dem Schalelement oder dem Schalungssystem erstellt wurde.

Description

Vorrichtung und Verfahren

zum Herstellen von Bauteilen aus Beton sowie damit hergestellte Betonbauteile

Die Erfindung betrifft ein Schalelement für ein Schalungssystem für Betonbauzwecke zur Einbindung in eine Konstruktionsebene des Schalungssystems, mit dem eine Oberfläche eines zu erstellenden Betonbauteils gezielt gestaltet werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Schalungssystem für Betonbauzwecke mit einer Anzahl an miteinander koppelbaren Schalelementen zur Ausbildung eines Betonschalungsaufbaus zur Aufnahme von Frischbeton. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Betonbauteils mit einem derartigen Schalungssystem sowie Betonbauteile, die nach diesem Verfahren sowie unter Einsatz des Schalungssystems hergestellt wurden. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schalelement bzw. ein Schalungssystem bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils mittels eines Schalungssystems anzugeben, mit dem sich die Oberfläche eines Betonbauteils gezielt gestalten lässt, sowie dadurch hergestellte Bauteile. Diese Aufgabe wird durch ein Schalelement für Betonbauzwecke, insbesondere zur Einbindung in die Konstruktionsebene eines Schalungssystems, gelöst, das mit einem kastenartigen, betonabgewandten Tragkörper, mit einer im Einsatz betonzugewandten Oberseite, mit mindestens einer Ausnehmung in der Oberseite zur Befestigung von an- bzw. in der Ausnehmung befestigbaren betonzugewandten Formgebungsmitteln und mit An- Schlusseinrichtungen zum Aufbringen eines Unterdrucks ausgestattet ist, so dass an der Oberfläche unterschiedliche Formgebungsmittel mittels Unterdruck als Schalhaut des Schalelements reversibel befestigbar sind. Das Schalelement eignet sich sowohl für Ortbeton- wie auch für Fertigbetonteile. Es umfasst einen raumgebenden, z.B. kubischen, in aller Regel flachen kastenartigen Tragkörper, beispielsweise mit einer sich parallel zur Konstruktionsebene erstreckenden und im Einsatz betonabgewandten Rückwand, orthogonal dazu verlaufenden Stirnwänden als Randbegrenzung. Der Tragkörper dient zum einen dazu, eine Schalhaut zu tragen, nämlich die später erläuterten Formgebungsmittel, zum zweiten ggf. dazu, das Schalelement zum Beispiel in einem Schalsystem zu befestigen, und zum dritten dazu, auf der dem Beton abgewandten Seite der Oberfläche mit Sei- tenwänden einen den Tragkörper weitgehend ausfüllenden Innenraum bzw. Hohlraum zu bilden. Als Seitenwände kann der Tragkörper eine betonabgewandte Rückwand umfassen, die sich bei einem kubischen Tragkörper in der Regel weitgehend parallel zur Konstruktionsebene erstreckt. Weitere Seitenwände bilden die in der Regel schmalen Stirnwände, die bei einem kubischen Tragkörper orthogonal zur Rückwand verlaufen und die - wegen der Möglichkeit, den Tragkörper sehr flach auszubilden, - als mechanische Anschlussflächen bzw. als Schnittstellen des Schalelements zu einem Schalungssystem dienen können. In einem herkömmlichen Schalungssystem für Betonwände, in einer sogenannten Systemschalung, liegt das erfindungsgemäße Schalelement mit weitgehend ähnlichen Stirnwänden anderer Schalelemente aneinander an und ist mit ihnen darüber in der Regel mechanisch verbunden. Die Stirnwände umgeben bzw. definieren jedenfalls bei einem planen Schalelement eine Oberseite des Tragkörpers, die weitgehend in einer Er- streckungsebene des Schalelements liegt und im Einsatz dem zukünftigen Betonbauteil zugewandt ist. Die Oberseite des Tragkörpers ist insofern jedenfalls als geometrischer Ort zu verstehen, dessen Erstreckung durch die ihn rahmenartig umgebenden Stirnwände definiert ist. Die Gestaltung des zukünftigen Betonbauteils von der Oberfläche des Schalelements aus beschränkt sich nicht nur auf eine optische bzw. designerische Ausformung oder Strukturierung, sondern kann auch eine Funktionalisierung der Betonoberfläche einschließen. Dazu kann dem Betonbauteil eine Anzahl an durchaus auch materialfremden Objekten hinzugefügt werden, wie zum Beispiel Glasperlen, Sensoren oder mikroelektro- nische Bauteile.

Erfindungsgemäß ist in der Oberseite des Tragkörpers zumindest eine Ausnehmung angebracht, die die Oberseite teilweise oder vollflächig abdecken bzw. einnehmen kann. Die Ausnehmung ragt in den Tragkörper und damit in dessen Innenraum hinein und kann ihn maximal vollständig ausfüllen. In ihr münden bzw. sie verfügt über Anschlusseinrichtungen zum Aufbringen eines extern erzeugten Unterdrucks, der jedenfalls in der Ausnehmung wirkt. Die Ausnehmung stellt damit einen Unterdruckraum dar. Die Anschlusseinrichtungen können grundsätzlich an einer beliebigen Seitenwand des Tragkörpers angebracht sein. Bei einem kubischen Tragkörper kann dies vorteilhafter Weise die Rückwand sein, weil dann die Seitenwände für die Koppelung mit anderen Schalelementen zur Verfügung stehen können.

Die Ausnehmung bzw. der Unterdruckraum dient erfindungsgemäß dazu, an der Oberseite des Tragkörpers Formgebungsmittel zu befestigen. Die Formgebungsmittel erlauben es, eine dem Schalelement zugewandte Oberfläche eines zukünftigen Betonbauteils zu gestalten. Die Gestaltung, die die Formgebungsmittel leisten, kann in einer lediglich ober- flächlichen Beeinflussung oder Strukturierung oder in einer räumlichen Gestaltung des Betonbauteils von seiner dem Schalelement zugewandte Oberfläche aus bestehen. Dazu können die Formgebungsmittel wie eine herkömmliche Schalhaut, als verlorene Schalung oder als eine Kombination aus einer Schalhaut mit Abschnitten einer verlorenen Schalung dienen. Sie können als steife Körper oder als flexible folien- oder matrizenartige Elemente entweder in die Ausnehmung eingesetzt sein oder sie überspannen, so dass sie jedenfalls an der betonzugewandten Oberfläche des Tragkörpers reversibel befestigt sind. Die Formgebungsmittel können beispielsweise eine oberseitig strukturierte steife Platte, eine flexible Matrize oder eine Anzahl von Elementen sein, die wie eine verlorene Schalung im fertigen Betonbauteil verbleiben. Möglich ist auch eine Kombination daraus. Die Formgebungsmittel können die Ausnehmung vollflächig oder nur teilflächig bedecken. Als Formgebungsmittel können auch solche Mittel verstanden werden, die statt oder neben einer gestaltenden Wirkung eine Funktionalisierung des Betonbauteils bewirken. Jedenfalls stellen die Formgebungsmittel diejenigen Bestandteile des Schalelements dar, die durch Unterdruck am Tragkörper gehalten werden, auch wenn weitere Bestandteile des Schalelements ebenfalls zur Formgebung beitragen können. Nach Abschalten des Unterdrucks lassen sich folglich die Formgebungsmittel, die nicht als verlorene Schalung eingesetzt werden, abnehmen und für einen neuen Betoniervorgang gegen gleichartige oder andere Formgebungsmittel austauschen. Ein Austausch der Oberfläche des Tragkörpers, die durch die Formgebungsmittel gebildet wird, kann in einer Veränderung der damit zu erzeugenden Oberflächengestaltung des Betonbauteils oder im Verschleiß des Formgebungsmittels begründet sein. Die Formgebungsmittel können auch ganz oder nur teilweise eine verlorene Schalung darstellen und daher nach Abschalten des Unterdrucks ganz oder teilweise im Betonbauteil verbleiben, wohingegen der Tragkörper wieder verwendbar ist.

Der Unterdruck stellt ein vorübergehendes, nämlich jedenfalls für die Dauer des Betoniervorgangs wirkendes, umweltfreundliches und lagesicheres Befestigungsmittel der Formgebungsmittel am Schalelement dar. Sie können allein oder zu mehreren am selben Tragkörper befestigbar und gleichartig oder auch unterschiedlich ausgebildet sein. Sind die Formgebungsmittel flächig und elastisch ausgebildet, so können sie sich bei Anlage des Unterdrucks in das Schalelement hinein konkav verformen, so dass sie einem Betonbauteil im Einsatz eine konvexe Oberfläche verleihen. Anders als bekannte Systeme ermöglicht das erfindungsgemäße Schalelement also den Einsatz ganz unterschiedlichen Formgebungsmittel, und zwar sowohl jeweils separat als auch in Kombination miteinander, ohne grundsätzliche Modifikationen an seinem Aufbau zu erfordern. Damit bietet das Schalelement eine hohe Flexibilität, die seinen höheren Herstellungsaufwand mehr als rechtfertigt und über seinen vielfältigen Einsatz schnell amortisiert.

Eine Verformung des Formgebungsmittels in das Schalelement hinein kann jedoch auch unerwünscht sein. Um eine Verformung bei größeren Schalelementen nicht durch eine konstruktive Steifigkeit des Formgebungsmittels, beispielsweise durch Materialdicke, kompensieren zu müssen, kann das Schalelement nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung einen ausreichend oder weitgehend steifen, unterdruckdurchlässigen Abstandhalter aufweisen. Er kann am Schalelement ausgebildet, an ihm befestigt oder separat einsetzbar sein. Der Abstandhalter kann eine Anzahl von Durchgangsöffnungen bieten, die unter Unterdruck durch eine Anzahl an angesaugten Formgebungsmitteln verschließbar sind. In einer flächigen Ausführungsform kann der Abstandshalter in der Aus- nehmung, also zwischen der Rückwand und der Oberseite des Tragkörpers positioniert sein, die Ausnehmung überspannen oder sie weitgehend oder vollständig ausfüllen. Er kann als Lochplatte, Gitter, luftdurchlässige Wabenplatte oder als ausreichend steifer offenporiger Schaum ausgebildet sein, der in die Ausnehmung eingelegt wird. Dadurch bietet bzw. lässt er eine Anzahl an Durchgangsöffnungen offen, und zwar zwischen den An- Schlusseinrichtungen zum Aufbringen eines Unterdrucks einerseits und der Oberseite andererseits. Im Falle einer Lochplatte kann er auch nur eine, wenige oder viele Durchgangsöffnungen wie Durchbrüche oder Löcher umfassen. Bei einer weitgehend vollflächigen Anordnung von Durchbrüchen können sie bis zu 75% der Gesamtfläche des Abstandhalters bzw. der Oberseite einnehmen, ohne dass die Unterdruckwirkung beein- trächtigt würde. In einer zur flächigen Ausführungsform alternativen linearen oder punktuellen Ausführungsform kann der Abstandhalter Stege oder abstandshalte Stifte aufweisen, die von einer der Oberseite gegenüberliegenden Rückwand des Schalelements in den Innenraum hineinragen und an der Rückwand befestigt sein können. Auch bei einer linearen oder punktuellen Anordnung einer Mehrzahl an Abstandshaltemitteln können Durch- gangsöffnungen erzeugt werden, die eine fluidische Verbindung zwischen der Oberseite einerseits und der Anschlusseinrichtungen andererseits ermöglichen.

Die Durchgangsöffnungen können alle gleichartig gestaltet sein, können aber auch unterschiedliche Formen und Größen aufweisen. Sie können sich durch ein einziges oder durch eine Mehrzahl an Formgebungsmitteln verschließen lassen. Dabei müssen nicht alle Durchgangsöffnungen verschlossen sein, sondern jedenfalls eine Mehrheit an Durch- gangsöffnungen bzw. die größten Durchgangsöffnungen, damit sich ein Unterdruck aufbauen und aufrechterhalten lässt. Der Abstandhalter bildet damit einen Positionierungsort bzw. eine Auflagefläche für die Formgebungsmittel. Er ermöglicht eine ausreichende oder definierte Verteilung des Unterdrucks auf das oder die Formgebungsmittel. Je nach deren Art und Beschaffenheit können die Durchgangsöffnungen größer oder kleiner dimensioniert oder enger oder weiter voneinander beabstandet angeordnet oder gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sein.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Schalelement über eine Anzahl an Formgebungsmitteln verfügen, die dazu ausgebildet sind, mittels Unterdruck an dem Abstandhalter zu haften. Weil sie mittels Unterdruck am Abstandhalter gehalten werden, haften bzw. halten sie dort nur für die Dauer des bestehenden Unterdrucks. Der Unterdruck hält die Formgebungsmittel folglich in einer vorher definierten Position, ohne selbst ihre Position zu definieren. Denn die nahezu vollflächige Wirkung des Unterdrucks im Schalelement erlaubt eine weitgehend beliebige Anordnung von Formgebungsmitteln im Bereich der Ausnehmung. Nach dem Abschalten des Unterdrucks lassen sich die Formgebungsmittel werkzeugfrei vom Abstandhalter lösen. Bei den Formgebungsmitteln kann es sich um eine auswechselbare Schalhaut oder um Bestandteile einer verlorenen Schalung handeln, die am bzw. im Betonbauteil verbleiben oder um eine Kombination aus beidem. Zu den Bestandteilen der verlorenen Schalung - im Folgenden: verlorene Formgebungsmittel - können beispielsweise Gegenschalelemente für elektrotechnische Einbauteile oder Dosen zu ihrer Aufnahme, also Schalter, Steckdosen, Lichtauslässe, Sensoren oder dergleichen zählen, aber auch Objekte zur Veredelung oder Funktionalisierung einer Betonoberfläche, wie Glasperlen, Kugeln, Mosaiksteine oder dergleichen. Zum Beispiel Perlen mit einem Durchmesser von 2 bis 200 mm haben sich als geeignete verlorene Formgebungsmittel erwiesen.

Alternativ kann es sich bei den Formgebungsmitteln, die nicht als verlorene Schalung wirken, um eine oder mehrere Strukturmatrizen zur Gestaltung der Oberfläche eines Beton- bauteils handeln. Weiter alternativ kann die Wirkung der Formgebungsmittel über eine bloße oberflächliche Strukturierung des Betonbauteils hinausgehen. Sie kann die Gestalt des Betonbauteils in einer Richtung orthogonal zur betonberührten Oberfläche des Schalelements um ein Maß formen, das maximal der Tiefe des Schalelements bzw. der Dicke des Betonbauteils entspricht.. Das Betonbauteil kann also bei entsprechender Wahl des Formgebungsmittels eine zum Beispiel konvexe oder konkave Wölbung mit einem Stich bzw. einer Stichhöhe von mehreren Zentimetern erhalten. Die Stichhöhe kann bei einer konvexen Wölbung maximal die Tiefe des Schalelements oder bei einer konkaven Wölbung maximal die Dicke des Betonbauteils erreichen und ggf. zu einem Durchbruch führen. Anstelle einer Wölbung kann das Betonbauteil kantige Erhöhungen oder Vertiefungen erhalten. Das Formgebungsmittel kann dementsprechend dreidimensional und steif aus- gebildet sein. Gemeinsam ist den Formgebungsmitteln jedenfalls, dass sie die Gestalt des Betonbauteils von der Oberfläche des Schalelements und damit von einer Außenseite des Betonbauteils aus beeinflussen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Schalelement eine partiell perforierte Zwischenlage zur Montage auf dem Abstandhalter umfassen. Sie kann ebenfalls durch Unterdruck auf dem Schalelement befestigt werden und es voll- oder teilflächig bedecken. Die Zwischenlage kann als Einweg- oder als Mehrwegelement ausgebildet sein. Sie kann als Schablone zur Positionierung von verlorenen Formgebungsmitteln dienen, wie insbesondere Gegenschalelemente für elektrotechnische Einbauten. Auf der Zwischenlage können die Positionen der verlorenen Formgebungsmittel gekennzeichnet und mittels Perforationen mit Verbindung zu den Durchgangsöffnungen des Abstandhalters zur reversiblen Befestigung der verlorenen Formgebungsmittel ausgestattet sein. Die Perforation der Zwischenlage steht nur mit denjenigen Durchgansöffnungen des Abstandhalters in fluidischem Kontakt, die für die reversible Befestigung der verlorenen Formgebungsmittel benötigt werden, und „deaktiviert" die übrigen. Damit lässt sich die Anordnung von verlorenen Formgebungsmitteln von derjenigen der Durchgansöffnungen des Abstandhalters sowie von deren Gestalt und Größe entkoppeln. Sowohl die Zwischenlage als auch die verlorenen Formgebungsmittel lassen sich folglich durch den Unterdruck auf dem Schalelement befestigen, wobei die verlorenen Formgebungsmittel nur in denjenigen Bereichen der Zwischenlage haften, in denen auch die Zwischenlage Durchgangsöffnungen aufweist. Im Bereich der Zwischenlage hat der Abstandhalter folglich keinen zwingenden unmittelbaren Kontakt zu den verlorenen Formgebungsmitteln.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Schalelement mit einer Matrize als Formgebungsmittel ausgestattet sein. Sie bildet eine abnehmbare Schalhaut mit einer Struktur, die die Betonoberfläche des zukünftigen Bauteils bestimmt. Je nach Material der Matrize kann sie steif oder flexibel ausgebildet sein. Ihre Befestigung mittels Unterdruck am Tragkörper des Schalelements ermöglicht es, sie ohne großen Aufwand gegen eine zum Beispiel anders strukturierte oder perforierte Matrize oder ein anderes Formgebungsmittel auszutauschen. Sie kann ihrerseits zumindest teilflächig perforiert sein, um eine Zwischenlage bzw. Schablone für verlorene Formgebungsmittel wie Gegenschalelemente oder dergleichen unmittelbar auf ihr befestigen zu können. Da nun die Perforation der Matrize die Position der verlorenen Formgebungsmittel bestimmen kann, kann der Abstandhalter ein anderes Raster an Durchgangsöffnungen aufweisen, z.B. als Punktschweißgitter oder ausreichend steifer Schaum ausgebildet sein. Ein Ab- standhalter in einer Ausbildung als steifer Schaum oder als Gitter kann die Anordnung einer perforierten Matrize erfordern, wenn und soweit sich seine Durchgangsöffnungen nicht durch verlorene Formgebungsmittel verschließen lassen. Die Anordnung einer separaten Matrize erlaubt jedenfalls eine Funktionentrennung zwischen dem Ausfüllen des Unterdruckraums zum flächigen Verteilen des Unterdrucks einerseits und der Lagedefini- tion der verlorenen Formgebungsmittel andererseits. Sie kann damit die Funktion des Abstandhalters auf das Ausfüllen des Unterdruckraums zum flächigen Verteilen des Unterdrucks reduzieren.

Sind die verlorenen Formgebungsmittel sehr klein, wie beispielsweise die oben genannten Glasperlen, können sie mittels perforierter Matrize bzw. einer sogenannten Negativmatrize auf den Beton übertragen werden. Die perforierte Matrize überspannt die Ausnehmung in der Oberseite des Schalelements, sodass das Vakuum unmittelbar auf sie und die zu implementierenden verlorenen Formgebungsmittel wirken kann. Jene werden somit für eine erforderliche Dauer des Betoniervorgangs in Position gehalten. Dadurch wird sowohl ein ungewolltes Verschieben der verlorenen Formgebungsmittel durch den Betonschub beim Einbringen des Frischbetons als auch ein Einsinken der verlorenen Formgebungsmittel in die noch flüssige Betonmatrix insbesondere bei aufrecht stehender Schalung verhindert. Negativmatrize bedeutet, dass die Matrize passgenau der Lage und der Form der zu implementierenden verlorenen Formgebungsmittel angepasst ist. Bei einsetzendem Vakuum schließen die verlorenen Formgebungsmittel die Perforation der Matrize luft- bzw. gasdicht ab, die verlorenen Formgebungsmittel wirken folglich wie ein Verschluss oder Stöpsel, sodass keinerlei nennenswerte Druckverluste entstehen. Die Matrize wiederum schießt unmittelbar an dem Abstandhalter oder jedenfalls an dem Schalelement gasdicht an. Infolge des Vakuums und des gasdichten Verbundes haften die verlorenen Formgebungsmittel an der Matrize an. Nach erfolgter Belüftung des Schalelementes, gleichbedeutend mit dem Abschalten des Vakuums, verbleiben die verlorenen Formgebungsmittel aufgrund des Haftungsverbundes im Beton. Die Matrize kann anschließend wieder ver- wendet werden. Selbstverständlich kann auch nur ein einziges derartiges verlorenes Formgebungsmittel verarbeitet werden. Für die Implementierung von Glasperlen hat sich eine im Querschnitt T-förmige Ausbildung der Matrizenausnehmung bzw. der in der Matrize die Perle aufnehmenden Öffnung als vorteilhaft erwiesen. Dabei entspricht der obere bzw. betonbauteilzugewandte Durch- messer der Öffnung dem Durchmesser der Perle. Der Durchmesser des unteren, bauteil- abgewandten Teils der im Querschnitt T-förmigen Matrizenausnehmung ist demgegenüber um circa 50% kleiner. Die Tiefe des oberen Öffnungsteils ist durch die erforderliche Einbindetiefe der Perle in den Beton definiert. Diese beträgt in der Regel 51 bis 55% des Perlendurchmessers. Die Tiefe der unteren Matrizenöffnung 46 bis 40% des Perlen- durchmessers betragen. Dies gewährleistet das Verschließen des unteren Öffnungsabschnitts durch die Perle. Die T-förmige Ausbildung der die Perle aufnehmenden Öffnung kann sich alternativ auch durch eine größerer Perforation in der Matrize und eine kleinere Durchgangsöffnung in einem darunter liegenden Abstandhalter ergeben. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Matrize und der Abstandhalter einstückig bzw. einteilig ausgebildet sein. Je nach Matrizendesign kann nämlich eine unterschiedliche Dichte bzw. Steifigkeit des Abstandhalters erforderlich sein, weshalb unterschiedlichen verlorenen Formgebungsmitteln unterschiedliche Abstandhalter zugeordnet sein können. Der Abstandhalter kann außerdem die an ihm angebrachte Matrize aussteifen, womit sie sich einfacher handhaben lässt. Auch die Kombination aus Matrize und Abstandhalter kann ihrerseits zumindest teilflächig perforiert sein, um eine Zwischenlage bzw. Schablone für verlorene Formgebungsmittel wie Gegenschalelemente oder dergleichen unmittelbar auf ihr befestigen zu können. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können der Abstandhalter und der Tragkörper einstückig bzw. einteilig ausgebildet sein. Das Schalelement kann dadurch sehr kompakt ausgebildet sein und wenig Einzelteile umfassen. Damit verbleibt die Matrize als austauschbarer Bestandteil des Schalelements, um einen Musterwechsel oder einen einfachen Austausch der Matrize bei Verschleiß zu ermöglichen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Schalelement eine im Wesentlichen um seinen Umfang verlaufende, dem Formgebungsmittel zugewandte Abdichtleiste am Tragkörper und/oder am Abstandhalter aufweisen. Sie kann eine Unterdruckabdichtung zwischen dem Tragkörper und einem eventuell nicht ganz ebenen Formgebungsmittel sicherstellen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Matrize oder die obige Kombination aus Matrize und Abstandhalter eine Verbund-Schichtstruktur aus einer steifen Stabilitätsschicht, einer elastischen Abdichtungsschicht und einer Kontaktschicht aufweisen. Die Stabilitätsschicht kann durch eine Aluminiumverbundplatte erreicht wer- den, die eine hohe Steifigkeit gegenüber Torsion und Biegung, zugleich aber auch ein geringes Eigengewicht bietet. Sie gibt der Matrize ihre Struktur. Die elastische Abdichtungsschicht lässt sich durch eine Beschichtung der Stabilitätsschicht aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, EPDM, Silikon, gießfähigen silikonbasierten Materialien oder dergleichen erreichen und bietet neben ihrer Elastizität eine fluidische, insbesondere gasdichte Abdichtung vor allem im Randbereich von eventuellen Durchgangsöffnungen. Die Kontaktschicht schließlich kann aus PET, PLA, PA oder Drucklack bestehen und bestimmt das Ausschalverhalten, die Qualität der Betonoberfläche und den Schutz der darunterliegenden elastischen Abdichtungsschicht. Sie ermöglicht außerdem eine mehrfache Verwendung der Matrize und damit eine höhere Anzahl an Abgüssen bzw. an Kopien mit Hilfe derselben Matrize.

Neben diesen und den bekannten Materialien für die Matrize kann erfindungsgemäß auch ein Verbundwerkstoff aus Zellulose und Polyethylen- und Aluminiumfolien für sie oder die obige Kombination aus Matrize und Abstandhalter zum Einsatz kommen. Derartige Matri- zen können industriell hergestellt werden, lassen sich leicht verarbeiten, beispielsweise lochen, stanzen, kleben und schneiden, und sind daher sehr kostengünstig.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Schalelement einen Tragkörper mit einer planen, beispielsweise rechteckigen, gegebenenfalls auch ovalen oder kreisrunden Rückwand mit im Falle des rechteckigen Tragkörpers vier gradlinigen Rändern, vier Randleisten zur Montage an den Rändern, einem unterdruckdurch- lässigen Abstandhalter zur Montage auf der Rückwand oder an den Rändern zwischen den Randleisten und mit Anschlusseinrichtung zum Aufbringen von Unterdruck in einer der Randleisten und/oder in der Rückwand verfügen.

Die Beschreibung der bisherigen Schalelemente bezog sich überwiegend auf solche Tragkörper, die eine weitgehend ebene Oberfläche boten. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Schalelement jedoch über eine gekrümmte Oberfläche oder über mindestens zwei Oberflächen verfügen, deren Erstreckungsebenen einen Winkel zueinander einschließen. Das erfindungsgemäße Prinzip ist also nicht auf Schalelemente beschränkt, die lediglich eine einzige, in einer Erstreckungsebene liegen- de Oberfläche bietet und damit ein Betonbauteil lediglich von einer seiner Mantelflächen aus beeinflusst. Das erfindungsgemäße Prinzip lässt sich vielmehr auch mit dreidimensionalen Schalelementen verwirklichen, sodass eine Gestaltung von Betonbauteilen an mehreren oder allen ihren Mantelflächen möglich ist. In einer einfachen Ausführungsform kann das Schalelement beispielsweise eine Köcherform mit einer quadratischen Grundfläche aufweisen und zur Erstellung eines Betonwürfels dienen, dessen fünf Mantelflächen sich durch das Schalelement gestalten lassen. Das Schalelement bietet demzufolge fünf Oberflächen, die mit jeweils benachbarten Oberflächen einen rechten Winkel einschließen. Eine Einfüllöffnung des köcherförmigen Schalelements für Beton kann mit ei- nem separaten Schalelement zur Gestaltung der sechsten Mantelfläche des Würfels nach dem Einfüllen des Betons abgedeckt werden. Nach diesem Prinzip lassen sich grundsätzlich eine Vielzahl von Betonbauteilen herstellen, beispielsweise Strukturplatten bzw. Platten mit reliefartig strukturierten oder gemusterten Oberflächen, runde, eckige oder polygonale Körper wie Stützen, Unterzüge oder polygonal geformte Wände, Böden oder De- cken sowie weitere Formsteine aus Beton, von denen mehrere Oberflächen in demselben Betoniervorgang gestaltet werden sollen. Das dreidimensionale Schalelement ist darüber hinaus nicht auf mindestens zwei ebene Flächen beschränkt, sondern kann auch eine oder mehrere gewölbte Flächen aufweisen, beispielsweise eine Köcherform mit einer kreisrunden Grundfläche.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem dreidimensionalen Schalelement kann es anstelle eines Abstandhalters über alternative Abstandshaltemittel verfügen, beispielsweise Stege oder abstandshalte Stifte, die von einer der Oberseite des Schalelements gegenüberliegenden Rückwand des Schalelements in den Unterdruckraum hinein- ragen. Denn je nach Struktur und Geometrie des dreidimensionalen Schalelements können separate flächige Abstandshalter eventuell nicht einsetzbar sein. Der gleichwohl erforderliche Unterdruckraum kann dann über beispielsweise flächenausstreifende Faltungen oder über abstandhaltende Stifte offen gehalten werden, die auf der Rückwand des Schalelements und in den Unterdruckraum hineinreichend angebracht sind.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch ein Schalungssystem für Bauzwecke mit einer Anzahl an miteinander koppelbaren Schalelementen zur Ausbildung eines Betonschalungsaufbaus für Ort- oder Fertigbetonteile zur Aufnahme von Frischbeton, mit mindestens einem Schalelement nach einem der obigen Ansprüche gelöst. Das Scha- lungssystem kann also zumindest ein oder auch mehrere Schalelemente der oben näher beschriebenen Art umfassen oder vollständig aus derartigen erfindungsgemäßen Schal- elementen bestehen. Die Schalelemente können mit demselben, beispielsweise regelmäßig rechteckigen Grundriss ausgestattet sein oder mit unterschiedlichen, gegebenenfalls wiederkehrenden Grundrissen, die sich reversibel zu einer ebenen Fläche oder zu einer räumlichen Struktur aneinanderfügen lassen. Das System kann über die oben ebenfalls beschriebenen Formgebungsmittel verfügen, also über zumindest eine austauschbare Matrize und/oder eine Kombination der Matrize mit einem Abstandhalter, über eine Zwischenlage und/oder Formgebungsmittel umfassen, die als verlorene Schalung einsetzbar sind. Die eingangsgenannten Aufgabe wird darüber hinaus durch ein Verfahren zum Herstellen eines Ort- oder Fertigbetonbauteils mit einem Schalungssystem nach dem obigen Anspruch gelöst, das die folgenden Schritte umfasst: a) Erstellen einer Betonschalung unter Einbindung mindestens eines oben näher be- schriebenen Schalelements mit einem Tragkörper und Formgebungsmitteln, b) Anlegen eines Unterdrucks an mindestens ein Schalelement,

c) Positionieren mindestens eines Formgebungsmittels an dem Tragkörper, d) Einbringen von Frischbeton,

e) Abbindenlassen des Betons,

f) Ausschalen des Betonbauteils.

Das Erstellen einer Betonschalung gemäß Schritt a) erfolgt weitgehend nach dem Stand der Technik. Das Einbinden eines erfindungsgemäßen Schalelements stellt insofern grundsätzlich noch keine abweichende Vorgehensweise dar, als es auf das jeweilige Schalungssystem bzw. auf die Kopplung mit ihm angepasst ist. Abweichend vom Stand der Technik jedoch wird im Schritt b) ein Unterdruck an das erfindungsgemäße Schalelement angelegt, was im Schritt c) das Positionieren eines Formgebungsmittels am Tragkörper des Schalelements ermöglicht. Mit Anlegen des Unterdrucks lässt sich damit zumindest ein Teil oder die gesamte Schalhaut des erfinderischen Schalelements herstellen.

Anschließend wird in herkömmlicher Weise Frischbeton in die Betonschalung eingebracht, der in Schritt e) abbinden kann, bis er in Schritt f) durch Entfernung des Schalungssystems ausgeschalt wird. Als Unterdruck ist ein verminderter oder reduzierter Druck bzw. ein Gasdruck zu verstehen, der geringer als der atmosphärische Druck ist. Grundsätzlich kann der Unterdruck in unterschiedlichen Intensitäten aufgebracht werden und schließlich bzw. im Idealfall zu einem Vakuum führen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann in Schritt b) ein Grobunterdruck und in Schritt d) ein Ultraunterdruck angelegt werden. Als Grobunterdruck ist ein reduzierter Unterdruck anzusehen, der eine deutliche Reduktion gegenüber dem atmosphärischen Druck darstellt, aber noch einen erheblichen Abstand zu einem Vakuum einhält. Als Ultraunterdruck ist dagegen ein Druckzustand anzusehen, der eine erhebliche Reduktion bis hin zu einem Vakuum darstellt. Die Intensitäten der Unterdruckstufen können von einem wirtschaftlichen Betrieb und von einer im Folgenden erläuterten Handhabung der Formgebungsmittel bestimmt sein. Denn während der Anla- ge des Grobunterdrucks in Schritt b) lässt sich das erfindungsgemäße Schalelement mit Formgebungsmitteln bestücken und deren Lage korrigieren. Der Grobunterdruck ermöglicht folglich eine Art Anheften der Formgebungsmittel am Tragkörper, nämlich ggf. auch eine Lageänderung bzw. Lagekorrektur des Formgebungsmittels. Bei Anlage eines Ultraunterdrucks wäre dies nicht mehr möglich. Der Ultra unterdruck dagegen stellt die Position des Formgebungsmittels auch unter Krafteinwirkungen wie beim Einbringen des Betons sicher. Er leistet also insbesondere dem auf das Formgebungsmittel einwirkenden „Betonschub" ausreichenden Widerstand. Ob ein Vakuum bzw. welche Intensität des Ultraunterdrucks dafür erforderlich ist, kann durch Versuche ermittelt werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in Schritt e) ein schwacher Unterdruck angelegt oder die Unterdruckerzeugung ganz abgeschaltet werden. Der schwache Unterdruck ist in einem Bereich zwischen dem Grobunterdruck und dem atmosphärischen Druck zu wählen. Nach Reduzierung des Unterdrucks oder dem Abschalten der Unterdruckerzeugung entweicht der Unterdruck sehr langsam, zum Teil über eine Zeitdauer von mehreren Stunden. Diese Phase kann daher auch als „Belüftungsphase" bezeichnet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Unterdruckerzeugung bei Erreichen der Grünstandfestigkeit des Betons abgeschaltet werden. Der Beton hat zu diesem Zeitpunkt bereits eine Festigkeit erreicht, in der eine Lageänderung der Formgebungsmittel nicht mehr möglich ist. Ihre Haftung an dem erfindungsgemäßen Schalelement mittels Unterdruck ist daher nicht mehr von zwingender Notwendigkeit. Bei flächigen Betonbauteilen, die liegend hergestellt werden, ist ein Abschalten des Unterdrucks selbstverständlich bereits früher möglich, nämlich nach dem Einbringen und Verdichten des Betons. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in Schritt b) ein flächiges Element mit einer partiellen Perforierung aufgebracht werden, so dass in Schritt c) das oder die Formgebungsmittel an den Perforierungen befestigt werden können. Das flächige Element bzw. die Zwischenlage kann eine Schablone insbesondere für die korrekte Positionierung von Gegenschalelementen für spätere elektrotechnische Einbauten oder dergleichen darstellen. Dieser Verfahrensschritt kann auch dazu eingesetzt werden, das zu betonierende Bauteil geometrisch zu modifizieren. Im Gegensatz zu Gegenschalelementen für elektrotechnische Bauteile werden dann in aller Regel großflächigere Gegenschalelemente befestigt. Während des Grobunterdrucks lässt sich die Posi- tionierung der Gegenschalelemente kontrollieren und ggf. korrigieren. Damit können spätere, in der Regel sehr aufwändige Korrekturen am Betonbauteil vermieden werden.

Die eingangs genannte Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Verwendung von Unterdruck bei der Erstellung eines Betonschalungsaufbaus für Ort- oder Fertigbetonbauteile zum befestigungsmittelfreien und ortsgenauen Positionieren eines Formgebungsmittels an einer im Einsatz betonberührten Innenseite des Schalungsaufbaus gelöst. Das Formgebungsmittel kann auch als ein in einem Betonkörper weitgehend oder vollständig einzubettendes Bauelement zu verstehen sein. Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem durch Betonbauteile gelöst, die mithilfe der erfindungsgemäßen Schalung bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Darunter können nahezu beliebig geformte, im Wesentlichen flächige Bauteile wie Wände, Decken- oder Bodenplatten oder Treppenläufe, linear wirkende Bauteile wie Unter- oder Überzüge, oder punktuell wirkende Bauteile wie Stützen, aber auch überwie- gend dekorative Elemente wie Vorsatz- oder sonstige Gebäude- oder Bauteilschalen fallen. Gemeinsam ist ihnen, dass sie mindestens eine in der oben beschriebenen Weise gestaltete und/oder funktionalisierte Bauteiloberfläche aufweisen, also insbesondere eine mit Einbauteilen versehene oder durch plastisch hervortretenden Strukturen oder Funktionspartikel gestaltete Oberfläche.

Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 : ein erstes erfindungsgemäßes Schalelement in einer Teilschnittansicht, Figur 2: Schalelement der Figur 1 in einer geschnittenen Perspektivansicht, Figur 3: ein zweites erfindungsgemäßes Schalelement, Figur 4: ein weiteres erfindungsgemäßes Schalelement mit einem gewölbten Objekthalter,

Figur 5: eine Auswahl an erfindungsgemäß herstellbaren Betonbauteilen,

Figur 6: einen Schnitt durch eine Systemschalung.

Figuren 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Schalelement 32 zur Erstellung einer Be- tonplatte 30, deren eine Oberfläche mit gleichmäßig verteilten Glasperlen 35 (nur in Figur 1 ) ausgestattet ist. Das Schalelement 32 umfasst eine rechteckige Polymer-Grundplatte 1 als Bestandteil bzw. Rückwand eines Tragkörpers des Schalelements 32. Am Rand der Grundplatte 1 sind umlaufende Seitenränder 2 angebracht, die zusammen mit der Grundplatte 1 einen Tragkörper bilden und einen weitgehend kubischen Hohlraum 3 einschließen. Die Seitenwände 2 weisen nach außen gerichtete Stirnseiten 4 auf, die rechtwinklig zur Grundplatte 1 verlaufen. Die Seitenränder 2 schließen jeweils mit einer Oberfläche 5 ab, die parallel zur Grundplatte 1 ausgerichtet sind. Die Oberflächen 5 der Seitenwände 2 definieren eine Oberseite 6 des Schalelements, die durch den Hohlraum 3 als Ausnehmung des Schalelements und die ihn umgebenden Oberseiten 5 gegliedert ist. An den Stirnseiten 4 weist das Schalelement sechs Anschlusseinrichtungen bzw. Fluidanschlüsse 7 auf, die jeweils mit einer koaxialen Bohrung 8 in der Plattenebene der Grundplatte 1 in Verbindung stehen. Jede Bohrung 8 mündet in einer quer zu ihr verlaufenden Nut 9. Die Nut 9 ist aus der Richtung der Oberseite 6 aus in die Grundplatte 1 eingefräst und verbindet die nebeneinander liegenden Bohrungen 8 der Anschlüsse 7. Mit ihrer offenen Seite schließt die Nut 9 an den Hohlraum 3 an. Damit besteht über den Anschluss 7, die Bohrung 8 und die Nut 9 eine fluidische Bindung zwischen dem Anschluss 7 und dem Hohlraum 3, der nach Anlage von Unterdruck an den Anschlüssen 7 als Unterdruckraum dient.

Die Seitenwände 2 verlaufen an den vier Rändern der rechteckigen Grundplatte 1 und setzen sich in zur Grundplatte 1 othogonaler Richtung aus jeweils einem streifenförmigen und etwa 6 mm dicken Gitterhalter 10 aus PVC, einer darauf aufgelagerten plattenförmi- gen Objektauflage 1 1 und einer streifenförmigen und ca. 21 mm dicken Spannleiste 12 zusammen. Die Objektauflage 1 1 stellt als plattenförmige Matrize eine Schalhaut des Schalelements 32 dar und besteht aus PVC mit aufkaschiertem EPDM. Die Spannleisten 12 sind mittels mehrerer Sechskantschrauben M8 x 40 in der Grundplatte 1 verschraubt. Sie spannen sowohl den Gitterhalter 10 als auch die Objektauflage 1 1 zwischen sich ein. Während der Gitterhalter 10 weitgehend die gleichen Breiten- und Längenabmessungen wie die Spannleiste 12 aufweist, erstreckt sich die Objektauflage 1 1 im Wesentlichen über die gleiche Fläche wie die Grundplatte 1 . Sie ragt also in den Hohlraum 3 hinein. Parallel dazu ist im Gitterhalter 10 ein Punktschweißgitter 14 mit einer Maschenweite von 25 x 25 mm befestigt. Es erstreckt sich zwischen der Grundplatte 1 und der Objektauflage 1 1 über die gesamte Fläche der Grundplatte 1 , liegt im Bereich des Hohlraums 3 frei und stützt die Objektauflage 1 1 unterseitig ab. Es dient damit als Abstandhalter zwischen dem Objekt- halter 1 1 einerseits und der Grundplatte 1 andererseits, der den Hohlraum 3 aufrechterhält. Es verhindert ein mögliches Beulen der Objektauflage 1 1 infolge des später durch das Evakuieren auftretenden Unterdrucks. Vier Rundschnüre 15 mit einem Durchmesser von jeweils 4 mm dichten jeweils paarweise den Gitterhalter 10 gegenüber der Objektauflage 1 1 einerseits und der Grundplatte 1 andererseits ab.

Der additive Aufbau des Schalelements ermöglicht einerseits den modulartigen Zusam- menschluss mehrerer Einzelelemente zu größeren Schalelementen sowie andererseits den Austausch einzelnen Komponenten. Von besonderem Vorteil ist die Möglichkeit des Austausches der Objektauflage 1 1 . Sie kann je nach Anwendungsfall bezüglich der An- zahl der Ausnehmungen, ihres Querschnitts oder ihrer Materialeigenschaften optimiert werden.

Je nach Gestaltungswunsch der zu erstellenden Betonplatte 30 wird die Objektauflage 1 1 also gestaltet bzw. mit Durchbrüchen versehen. Vorliegend verfügt die Objektauflage 1 1 als steife Lochmatrize über regelmäßig angeordnete Durchgangslöcher 16 mit einem Durchmesser von 6 mm, die durch das Punktschweißgitter 14 als Abstandhalter hindurch in den Hohlraum 3 hinein führen. Die Objektauflage 1 1 dient dazu, mit den Glasperlen 35 bestückt zu werden, die in der Oberfläche der Betonplatte 30 eingegossen werden. Durch die Einbettung der Glasperlen 35 in der dargestellten Weise erhält jede Perle 35 zudem besondere Reflexionseigenschaften. Einfallende Strahlung wird weitgehend unabhängig von der Ausrichtung der Perle 35 großteils in Richtung zurück zur Strahlungsquelle reflektiert. Dieses Reflexionsverhalten stellt sich aufgrund der Einbettung ein, d. h. ohne zusätzliche Modifikationen der Perle 35. Das Reflexionsverhalten der in die Betonoberflä- che eingebetteten Perlen 35 ist das eine Retroreflektors.

Die Herstellung der Betonplatte 30 erfolgt dadurch, dass zunächst die Objektauflage 1 1 mit Glasperlen 35 bestückt wird. Sobald die Objektauflage 1 1 vollständig bestückt ist und jedes seiner Durchgangslöcher 16 mittels einer Glasperle 35 verschlossen ist, wird an den Anschlüssen 7 Unterdruck angelegt. Die EPDM-Kaschierung auf der Objektauflage 1 1 sorgt für eine zuverlässige Abdichtung der Durchgangslöcher 16 durch die Perlen 35. Der Unterdruck reduziert den Druck im Hohlraum 3 bzw. evakuiert ihn, die Nut 9 sowie die Bohrung 8. Dadurch werden die Glasperlen 35 auf der Objektauflage 1 1 unverlierbar bzw. unverrückbar angesaugt und festgehalten. Jetzt kann das Schalelement 32 ggf. sogar aufgerichtet werden und in eine herkömmliche Systemschalung integriert werden. Der Unterdruck ist ausreichend stark, dass die Glasperlen 35 auch in einer vertikalen Lage des Schalelements 32 festgehalten werden, sie jedenfalls einem Betonschub beim Einbringen des Betons unverrückbar widerstehen.

Bereits beim Abbinden des Betons kann die Unterdruckerzeugung reduziert und schließ- lieh abgeschaltet werden. Denn mit zunehmendem Erhärten des Betons werden die Glasperlen 35 von ihm gehalten und brauchen keine Haftung mehr an der Objektauflage 1 1. Nach dem Abbinden des Betons kann schließlich die Schalung und mit ihr das Schalelement 32 abgenommen werden. Dabei lösen sich die Glasperlen 35 von der Objektauflage 1 1 problemlos. Jetzt sind sie dauerhaft in der Betonplatte 30 eingebunden und befestigt.

Die Objektauflage 1 1 gemäß Figur 1 stellt genauso wie die Glasperlen 35 ein Formgebungsmittel für die zu erstellende Betonplatte 30 dar. Die Glasperlen 35 selbst bilden darüber hinaus eine Art verlorene Schalung bzw. Verlorene Formgebungsmittel, weil sie nach Abschluss des Betoniervorgangs in der Betonplatte 30 verbleiben. Außerdem bewirken sie auch eine Funktionalisierung des Betonbauteils, weil sie zusammen in der oben beschriebenen Weise einen Reflektor auf der Betonoberfläche ausbilden. Nach dem gleichen Prinzip können auch Gegenschalelemente für elektrotechnische Einbauten auf dem erfindungsgemäßen Schalelement 32 positioniert und in einem Betonbauteil eingebaut werden:

Figur 3 zeigt einen Schnitt vergleichbar der Figur 1 , wobei im Unterschied dazu auf der Objektauflage 1 1 keine Glasperlen 35, sondern ein Gegenschalelement 20 aufgebracht ist. Es überdeckt mehrere Durchgangslöcher 16 der Objektauflage 1 1 und liegt mit einer Gummidichtung 21 auf der Objektauflage 1 1 auf, so dass es durch die Durchgangslöcher 16 der Objektauflage 1 1 hindurch zuverlässig an ihr angesaugt wird. Die übrigen Durchgangslöcher 16, die nicht durch das Gegenschalelement 20 abgedeckt sind, verdeckt eine Holzauflage 22, so dass alle Durchgangslöcher 16 der Objektauflage 1 1 verschlossen sind. Beim anschließenden Betoniervorgang, der prinzipiell in gleicher Weise erfolgt, wie oben bereits erwähnt, hält das erfindungsgemäße Schalelement 32 das Gegenschalele- ment 20 in der korrekten Position während des Betonierens fest. Nach Abschalten der Unterdruckerzeugung lassen sich das Gegenschalelement 20 und die Holzauflage 22 ohne Einsatz von Werkzeugen bequem von der Objektauflage 1 1 des Schalelements 32 lösen. Jenes ist anschließend ohne nennenswerte Reinigungs- oder sonstige Nachbearbeitungsvorgänge für einen weiteren Betoniervorgang wiederverwendbar. Das erfindungsgemäße Schalelement kann auch ohne den Einsatz von Funktionselementen zur Gestaltung einer Oberfläche eines Betonbauteils eingesetzt werden. Figur 5h zeigt ein Betonbauteil 30 mit einer geschwungenen Oberfläche 31 , von der aus ein Durchlass 36 das Betonbauteil 30 vollständig durchsetzt. Es kann mit einem Schalelement gemäß Figur 4 hergestellt sein, wobei ein geschlossener, flächiger und gewellter Objekthalter zum Einsatz kommt, der ein Gegenschalelement 20 nach dem in Figur 3 gezeigten Prinzip zur Ausbildung des Durchlasses 36 trägt.

Figur 4 zeigt einen Teilschnitt durch ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Schalelement. Es setzt sich in prinzipiell ähnlicher Weise wie diejenigen der Figuren 1 bis 3 aus einer Grundplatte 1 mit einem Unterdruckanschluss umfassend die Bohrungen 8 und die Nut 9 zusammen. Seine Seitenwände 2 allerdings ragen weiter auf und verspannen mittels der Spannleiste 12 und der Sechskantschraube 13 eine dreidimensional geformte Matrize als Objektauflage 1 1 ', die eine Vielzahl an Durchgangslöchern 16 aufweist. In ihnen sitzen überwiegend betonseitig Glasperlen 35, die als Funktionspartikel die zu- künftige Oberfläche eines Betonbauteils 30 besetzen.

An denjenigen Stellen, an denen die Objektauflage 1 1 ' der Grundplatte 1 nahe kommt und daher die Gefahr besteht, dass die Objektauflage 1 1 ' unter Einwirkung des Gewichts des Frischbetons auf die Grundplatte 1 gedrückt wird, ist ein Abstandshalter 17 eingesetzt. Er ist an der Objektauflage 1 1 ' bereits angeformt und stützt sich auf der Grundplatte 1 ab. So sorgt der Abstandshalter 17 dafür, dass der Hohlraum 3 zwischen dem Objekthalter 1 1 ' und der Grundplatte 1 offen bleibt und nicht durch den Kontakt des Objekthalters 1 1 ' an der Grundplatte 1 unterbrochen wird. Anderenfalls könnte sich eventuell der Unterdruck nicht gleichmäßig auf der betonabgewandten Unterseite der Objektauflage 1 1 ' im Schal- element ausbreiten und die Glasperlen 35 während des Betoniervorgangs nicht in der gewünschten Position halten.

Figuren 5a bis 5i zeigen eine Auswahl an möglichen Formen von erfindungsgemäß gestalteten Oberflächen 31 , 37 bzw. Betonbauteilen 30: Figur 5a steht schematisch für ein plattenförmiges Betonbauteil 30, dessen eine Oberfläche 31 mit Glasperlen 35 besetzt ist. Die Glasperlen 35 sind dauerhaft im Betonbauteil 30 eingebunden und befestigt und die- nen als Reflektoren einfallenden Lichts. Sie gestalten also die Oberfläche 31 nicht nur, sondern funktionalisieren sie, indem sie ihr eine reflektierende Funktion verleihen. Ihre reflektierende Funktion ist damit wesentlich dauerhafter als diejenige reflektierender Anstriche.

Die Figur 5d zeigt ebenfalls ein flächiges Betonbauteil 30, dessen eine Oberfläche 31 allerdings nicht eben, sondern im Schnitt gewellt profiliert und ebenfalls mit Glasperlen 35 besetzt ist. Damit kann die reflektierende Wirkung der Oberfläche 31 auf einen größeren Winkelbereich ausgedehnt werden. Die Herstellung des Betonbauteil 30 der Figur 5d mit einem erfindungsgemäßen Schalelement ist in Figur 4 schematisch dargestellt.

Figuren 5b und 5e zeigen einen im Querschnitt durch ein quadratisches Betonbauteil, dessen Erstreckung orthogonal zur Zeichenebene beliebig groß sein kann. Bei den Betonbauteilen 30 kann es sich folglich jeweils um zum Beispiel eine Stütze oder um eine Treppenstufe, gemäß Figur 5b auch um einen Unterzug handeln. Die Betonbauteile 30 gemäß Figuren 5b und 5e lassen sich durch Schalelemente gemäß den Figuren 1 bis 3 herstellen, wobei sie jedenfalls mit vertikal stehenden funktionalisierten Oberflächen 31 hergestellt werden können, das Bauteil 30 gemäß Figur 5b gegebenenfalls auch liegend. Denn das erfindungsgemäße Schalelement erlaubt es, die Glasperlen 35 auch an einer vertikalen Fläche vor und während des Betoniervorgangs festzuhalten.

Bei den im Schnitt dargestellten Betonbauteilen 30 gemäß Figur 5c und 5f kann es sich beispielsweise um Treppenstufen, Formteile für eine Fassade oder um Stützenverkleidungen handeln. Sie ermöglichen es, vorhandene Bauteile nachträglich mit einer funktio- nalisierten, vorliegend mit einer mit Glasperlen besetzten Oberflächen 31 nachzurüsten. Ihr Herstellungsaufwand ist demzufolge geringer als der einer vollständigen Stütze oder Treppenstufe mit der gewünschten funktionalisierten Oberfläche. Zusammen mit einem Betonbauteil 30 gemäß Figur 5a lassen sich dadurch auch große oder stark profilierte Flächen funktionalisieren, indem sie durch Betonbauteile 30 gemäß Figuren 5a, 5c und 5f (und ggf. weitere, beispielsweise konvex oder konkav ausgerundet geformte Fertigteile) bestückt werden.

Figur 5g zeigt ein Betonbauteil 30 mit einer Einlassnische 33 und einem daran angeschlossenen und einbetonierten Leerrohr 34. Die Einlassnische 33 lässt sich in einem Schalelement nach der zu Figur 3 beschriebenen Methode der Positionierung eines Ge- genschalelements 20 auf den Objektträger 1 1 herstellen (vgl. Figur 3). Figur 5i schließlich zeigt ein Betonbauteil 30 mit einer Oberfläche 31 , die sägezahn- oder sheddachartig geformt ist und mehrere gleichförmige Reiter 37 trägt. Grundsätzlich sind dafür und für das Betonbauteil 30 gemäß Figur 5h nicht zwingend erfindungsgemäße Un- terdruckschalungen erforderlich, aber sinnvoll. Denn der Vorteil ihres Einsatzes bei der Herstellung von Betonbauteilen 30 gemäß Figuren 5g bis 5i liegt in ihrer Flexibilität, in ihrer einfachen Ausstattung mit Gegenschalelementen zur Ausbildung der Nische 33, des Durchlasses 36 (Figur 5g) oder der gleichmäßigen bzw. gegebenenfalls auch ungleichmäßigen Form der Reiter 37 gemäß Figur 5 i und in ihrer problemlosen Mehrfachver- wendbarkeit. Beim Einsatz flexibler Matrizen als Objekthalter 1 1 bzw. 1 1 ' (vgl. Figuren 1 , 3 und 4) können zudem ihre zwei- oder dreidimensionalen Formen einfach abgewandelt und damit flexibel für eine Vielzahl von auch unterschiedlichen Betonformteilen eingesetzt werden. Figur 6 verdeutlicht den Einsatz des erfindungsgemäßen Schalelements innerhalb einer herkömmlichen Systemschalung 40: zwischen zwei vertikal aufragenden Schalungswänden 41 , die mittels herkömmlicher Anker 42 in einem gleichmäßigen Abstand zueinander und über Richtstützen 43 als Lagesicherung auf einem Untergrund abgestützt werden, sind erfindungsgemäße Schalelemente 45 auf den betonzugewandten Innenseiten der Schalungswände 41 angebracht. Sie sind durch die herkömmliche Schalhaut der Schalungswände 41 hindurch über Unterdruckleitungen 46 mit einer unterdruckerzeugenden Einrichtung verbunden. Die Anker 42 durchgreifen die Schalelemente 45 und sind daher mit einer Ankerdurchführung in der Form einer Gummidichtung oder einer fluiddichten Hülse druckdicht abgedichtet. Nach der Montage der Schalelemente 45 der Systemscha- lung 40 und dem Aufbringen von Unterdruck über die Unterdruckleitungen 46 kann in herkömmlicher Weise der Beton in die Systemschalung 40 eingebracht und verdichtet werden. Noch vor Erreichen seiner Grünstandfestigkeit kann die Unterdruckerzeugung abgeschaltet werden und der Beton weiter aushärten. Anschließend kann die zu erstellende Betonwand herkömmlicherweise ausgeschalt werden. Die Schalelemente 45 können nach einer Reinigung für einen weiteren Einsatz verwendet werden.

Da es sich bei den vorhergehenden, detailliert beschriebenen Schalelementen um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Objekthalter in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann der Abstandhalter in einer anderen Form ausge- staltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel„ein" bzw.„eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrmals oder mehrfach vorhanden sein können.

Bezugszeichenliste

1 Grundplatte

2 Seitenwand

3 Hohlraum

4 Stirnseite

5 Oberfläche

6 Oberseite

7 Anschluss

8 Bohrung

9 Nut

10 Gitterhalter

1 1 , 1 10bjektauflage

12 Spannleiste

13 Sechskantschraube

14 Punktschweißgitter

15 Rundschnur

16 Durchgangslöcher

17 Abstandhalter

20 Gegenschalelement

21 Gummidichtung

22 Holzauflage

30 Betonbauteil

31 Oberfläche

32 Schalelement

33 Nische

34 Leerrohr

35 Glasperle

36 Durchlass

37 Reiter

40 Systemschalung

41 Schalungswand

42 Anker

43 Richtstützen

45 Schalelement

46 Unterdruckleitung

Claims

Patentansprüche

Schalelement (32) für ein Schalungssystem für Betonbauzwecke, insbesondere zur Einbindung in eine Konstruktionsebene des Schalungssystems,

- mit einem kastenartigen betonabgewandten Tragkörper (1 , 2),

- mit einer im Einsatz betonzugewandten Oberseite (6),

- mit einer Ausnehmung (3) in der Oberseite (6) zur Befestigung von an/in der Ausnehmung (3) befestigbaren, betonzugewandten Formgebungsmitteln (1 1 ; 1 1 '; 35),

- mit einem unterdruckdurchlässigen Abstandhalter (14; 17) mit einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (16) und

- mit Anschlusseinrichtungen (7, 8, 9) zum Aufbringen eines Unterdrucks,

sodass einer Mehrzahl an Formgebungsmitteln (35) mittels Unterdruck an der Oberseite (6) reversibel befestigbar sind.

Schalelement nach dem obigen Anspruch, gekennzeichnet durch Durchgangsöffnungen (16), die durch die unter Unterdruck angesaugte Formgebungsmittel (35) verschließbar sind.

Schalelement nach dem obigen Anspruch, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl an verlorenen Formgebungsmitteln (35), die dazu ausgebildet sind, mittels Unterdruck an dem Abstandhalter zu haften und im Beton zu verbleiben.

Schalelement nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine partiell perforierte Zwischenlage (22) zur Montage auf dem Abstandhalter oder einer Matrize (1 1 ).

Schalelement nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Matrize (1 1 ') mit einer die Betonoberfläche des zukünftigen Betonbauteils bestimmenden Struktur als Formgebungsmittel.

Schalelement nach einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine perforierte Matrize (1 1 '), die die Ausnehmung überspannt und durch verlorene Formgebungsmittel (35) verschließbar ist.

7. Schalelement nach dem obigen Anspruch, gekennzeichnet durch eine einstückige Ausbildung der Matrize und des Abstandhalters.

8. Schalelement nach dem obigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize eine Verbund-Schichtstruktur aus einer steifen Stabilitätsschicht, einer elastischen

Abdichtungsschicht und einer Kontaktschicht umfasst.

9. Schalelement nach einem der obigen Ansprüche mit einer sich dreidimensional erstreckenden Oberseite.

10. Schalungssystem für Betonbauzwecke mit einer Anzahl an Schalelementen zur Ausbildung eines Betonschalungsaufbaus zur Aufnahme von Frischbeton, mit zumindest einem Schalelement nach einem der obigen Ansprüche.

Verfahren zum Herstellen eines Betonbauteils mit einem Schalungssystem nach Anspruch 7, mit den folgenden Schritten:

a) Erstellen einer Betonschalung unter Einbindung mindestens eines Schalelements nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

b) Anlegen eines Unterdrucks an das Schalelement,

c) Positionieren eines Formgebungsmittels an dem Tragkörper

d) Einbringen von Frischbeton,

e) Abbindenlassen des Betons,

f) Ausschalen des Betonbauteils.

12. Verfahren nach dem obigen Verfahrensanspruch, wobei der Unterdruck bei Erreichen der Grünstandfestigkeit des Betons abgeschaltet wird.

13. Verwendung von Unterdruck bei der Erstellung eines Betonschalungsaufbaus zum befestigungsmittelfreien und ortsgenauen Positionieren eines Formgebungsmittels an einer betonberührten Innenseite des Schalungsaufbaus.

14. Betonbauteil mit einer gestalteten Oberfläche, das mittels eines Schalelements nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder nach einem Verfahren nach Anspruch 8 hergestellt ist.