制造具有至少一种连续的特性改变的构件的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于制造至少一混凝土构件、矿质接合的构件、含有无机材料的构件和/或借助于一接合剂结合的构件的装置。该装置包括至少两个计量装置（10），其中，构造至少两个计量装置（10）中的至少一个计量装置来计量用于构造所述构件的材料，并且，构造所述至少两个计量装置（10）中的至少另一计量装置来能改变地计量用于构造构件的材料。所述装置还包括在至少两个计量装置（10）下游布置的至少一个输出装置（30），构造所述至少一个输出装置来输出材料用于制造构件并且将构件设有至少一种在至少一个空间方向上的连续的或近似连续的特性改变。本发明还包括一种用于制造所述构件相应方法和一种构件，所述构件以这样的方法来制造。
【专利说明】制造具有至少一种连续的特性改变的构件的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造至少一混凝土构件、矿质接合的构件、含有无机材料的构件或借助于一接合剂结合的构件的装置，所述构件设有至少一种在至少一个空间方向上的连续或近似连续的特性改变。本发明还涉及一种相应制造方法和一种构件，所述构件以这样的方法来制造。
【背景技术】
[0002]在现有技术中公知由匀质的混凝土混合物(从超高强度混凝土至极轻混凝土)制成的混凝土构件。此外公知三明治式和多壳的混凝土构件，它们具有多个层，这些层具有突变、渐变的特性改变。这样的混凝土构件的制造通常通过以湿法喷射方法或干法喷射方法的浇注来进行。此外公知多功能的构件，它们通过材料组合来构造(例如隔热复合系统)。也公知的是，构件通过改变构件几何形状来优化(轻质结构)。公知的构件不利的是，它们大多仅不足够地适配实际上的、承载结构上的和结构物理上的要求，这导致高的材料消耗、重量提闻、闻的运输耗费、资源使用和闻CO2排放。
【发明内容】
[0003]考虑到上面的实施方案，本领域技术人员根据本公开能清楚的是，存在对解决方案的要求或上面描述的问题或缺点的克服方案。本发明涉及现有技术的该要求以及另外的、本领域技术人员根据本公开而清楚的需求。
[0004]由前面所述获得的任务尤其能够利用独立权利要求的特征来解决。但是，本发明不限制于这样的实施方式，它们全部地消除了现有技术的开头提到的问题或缺点。确切地说，本发明也要求对于随后描述的实施方式的一般性保护。
[0005]根据本发明提供一种用于制造至少一种构件、尤其是混凝土构件、矿质接合的构件、优选大多含有无机材料的构件和/或借助于一接合剂结合的构件的装置。
[0006]尤其地，所述装置具有至少两个、优选独立的和/或平行布置的计量装置，其中，构造所述至少两个计量装置中的至少一个计量装置来计量用于所述构件的材料，并且构造所述至少两个计量装置中的至少一个另外的计量装置来适宜地至少部分能改变地计量用于所述构件的材料。
[0007]所述装置还具有至少一个输出装置，以便将(优选地所述被计量和/或能改变地计量的)材料输出。
[0008]所述构件有利地这样制造，使得其设有在至少一个空间方向上、优选在两个或三个空间方向上的至少一种连续(尤其是分级)的或近似连续(尤其是分级)的特性改变。所述特性改变适宜地是一种功能上的特性改变。
[0009]所述“至少一种连续的或近似连续的特性改变”为了简略而随后表示为“连续的特
性改变”。
[0010]所述连续的特性改变有利地能够实现:所述构件能够适配(适宜地实际上地出现的)结构物理和/或承载结构上的要求。由此，所述构件组成/结构优选地跟随结构物理和/或承载结构上的要求。由此例如能够获得所述构件的至少近似均匀的应力状态、隔热特性的改善和多功能性(例如承载、阻隔、密封)。例如能够借助于所述连续的特性改变获得所述构件特性的通过孔隙率进而强度和刚度对所述构件中的实际出现的应力状态的局部适配的改善，例如借助于轻质掺合物、造孔剂等。因此能够实现质量和材料节省和例如较
小的构件几何尺寸，这导致相对于常规构件的正面的经济平衡(Okobilan/h在高层建筑
中，质量和材料节省还有利地导致获得使用面积。
[0011]此外能够通过所述连续的特性改变来保证不同的材料组成、尤其是混凝土组成的构件区域的持久复合。
[0012]所述连续的特性改变能够除了所述构件对承载结构和结构物理上的要求的适配之外也用于所述构件对经济和生态要求的适配。因此，例如能够获得资源有效、CO2足迹、减少构件中包含(embodied)的能量和/或改善的可回收性等。
[0013]所述连续特性改变尤其涉及下列中之一:导热能力、强度、刚度、粗密度、孔隙率、空气孔含量、色素沉淀、水含量、纤维含量、水蒸气扩散阻力、水渗透和掺合物的含量和类型、附加介质、附加物质和其它可能的构件成分、尤其是混凝土构件成分。
[0014]本发明尤其能够实现分类纯的、例如纯矿质的并尽管如此多功能的构件的制造。由此能够取消不利的、分类不纯的材料组合(Materialmix)并且尽管如此有利地获得减少的构件几何尺寸。
[0015]所述构件特别使用在高层建筑和/或地下建筑中并且例如能够构造为:建筑物维护物、外壁、覆盖板的部件；构造为承载机构的部件，楼板、梁、壁、承载件、下梁(Unterzug)、支撑件、挡土墙、地基、噪音防护墙、外部空间设计、分隔墙、隧道墙、桥结构、车道板、容器、管等。
[0016]在本发明的框架中，所述连续的特性改变尤其包括流畅的、分级的、持续的和/或无级的特性改变。在本发明的框架中，近似连续的特性改变尤其包括渐变的或非持续的特性改变，其例如能够借助于一多层结构或一另外的适当的近似机构获得。所述近似连续的特性改变、尤其是多层结构优选地这样地近似到一连续的特性改变，使得在待获得的承载结构和/或结构物理上的要求方面适宜地能够忽略相对于所述连续的特性改变的偏离。例如，所述近似连续的特性改变能够通过一多层结构来近似到一连续的特性改变，该多层结构至少具有5、10、15、20、25、50、75或100个不同的层。
[0017]所述特性改变能够在构件内部中和/或在所述构件的表面上构造。
[0018]所述至少一个输出装置尤其构造在所述至少两个计量装置的下游。
[0019]优选地，输送给所述一计量装置的材料不同于输送给所述另一计量装置的材料，例如在类型、组成和/或特性上。特别优选的是:输送给所述一计量装置的材料相对于输送给所述另一计量装置的材料具有互惠的或相反的特性，例如一种材料具有高密度、强度和导热能力且另一种材料具有低密度、强度和导热能力。
[0020]概念“材料”在本发明的框架中尤其也包括这样的材料和/或材料混合物，例如液态材料、颗粒材料、水、水泥、掺合物、附加物质、附加介质、空气孔、功能原料、石膏、灰泥、纤维、挤压体、塑料泡沫体、空心体或另外的例如预制的功能体(任意大小、几何形状和/或密度，例如具有几厘米、例如大于5、10、15或20cm的直径，优选由超高强度细小纤维混凝土制成)等和/或它们的混合物。所述材料尤其可以几乎以纯净形式和/或混合形式来提供。
[0021]在本发明的框架内可行的是:构造所述至少两个计量装置来能改变地计量用于构造所述构件的材料。
[0022]该装置优选包括一措施装置，该措施装置引起:将由所述至少两个计量装置中的一个计量装置所计量的材料和由所述至少两个计量装置中的另外的计量装置能改变地计量的材料彼此混合。所述至少一个措施装置优选构造在所述至少两个计量装置的下游。可行的是:所述连续的特性改变通过能改变的计量和/或通过改变这些材料的混合比例来获得。所述能改变的计量和/或所述改变优选连续地(例如分级地)，尤其是流畅地进行。
[0023]例如可以由几乎纯的原始材料或由混合的材料混合物来混合或可以将预混合的材料混合物或几乎纯的原始材料通过混合其他材料/材料混合物来改性。
[0024]可行的是:所述装置具有至少一个混和装置(例如贯通式混合器、连续混合器、通过其混合腔的几何形状混合的混合器、静态混合器、动态混合器、借助于压缩空气涡流混合(例如借助于一环形喷嘴)的混和装置等)。优选构造所述混合装置来彼此混合下面的材料:由所述至少两个计量装置中的一个计量装置所计量的材料和由所述至少两个计量装置中的另外的计量装置能改变地计量的材料。例如，所述混合装置可以布置在所述至少一个输出装置上游或所述至少一个输出装置之内。
[0025]可行的是，所述装置具有至少两个、三个或多于三个的优选平行布置的输出装置来输出材料。所述至少两个输出装置优选布置在所述至少两个计量装置的下游。
[0026]优选构造至少一个第一输出装置来借助于一喷束输出由所述至少两个计量装置中的一个计量装置所计量的材料，并构造一第二输出装置来借助于一喷束输出由所述至少两个计量装置中的另外的计量装置能改变地计量的材料。尤其地，所述至少一个第一和第二输出装置这样地构造，使得由所述第一输出装置所输出的材料和由所述第二输出装置所输出的材料通过喷束的交叉而彼此混合。在该实施方式中，所述混合以喷雾形式和/或在所述至少一个第一和第二输出装置之外下游地或优选一般地在所述装置之外发生。所述这些喷束优选是喷射锥(Spruhkegel)。
[0027]在本发明的框架中因此能够将被计量的材料与能改变地计量的材料混合或能改变地计量的材料与能改变地计量的材料混合，尤其在至少一个输出装置的上游、其中和/或下游。所述彼此的混合尤其连续地(例如分级地、持续地)进行。
[0028]可行的是:构造所述至少两个计量装置中的至少一个计量装置(优选所述至少两个计量装置)来连续或近似连续地能改变地计量材料。例如，所述能改变的计量能够通过一至少1、5、10、15、30、60、120或180秒的时间段来改变。也可行的是:所述至少两个计量装置至少有时适宜地常规地计量。
[0029]在本发明的框架中，连续改变的计量尤其包括流畅的、分级的、持续的和/或无级的计量。在本发明的框架中，近似连续改变的计量尤其包括渐变的或非持续的计量。所述近似连续改变的计量尤其借助于至少5、10、15、20、25、50、75或100个近似步骤(Approximationsschritten)近似到一连续改变的计量，由此有利地能够在待获得的承载结构和/或结构物理上的要求方面适宜地忽略相对于连续特性改变的在所述构件上产生的近似连续的特性改变。
[0030]优选地，所述至少一个输出装置是一喷出装置，以便喷出材料，尤其是以便获得一面式的材料施加。在此情况下，所述喷出例如能够借助于湿法喷射方法或干法喷射方法进行。优选地，所述至少一个输出装置包括一压缩空气接口来以压缩空气支持地喷出材料。
[0031]也可行的是，所述至少一个输出装置是一置入板条，以便将材料例如层式浇注，尤其是以便获得一线性材料施加。所述置入板条例如可以具有狭缝形的多个开口(例如相对置和/或彼此错开)，尤其用于在一侧上的材料接收和在另一侧上的以限定宽度的材料输出。在此情况下，所述材料输出优选没有压缩空气地进行。
[0032]也可行的是:所述至少一个输出装置是一喷头或一喷嘴，以便滴形和/或连续输出材料，尤其是以便获得点式的、离散的和/或线形的材料施加。优选地，所述材料的输出连续地和/或没有压缩空气地进行。
[0033]优选地，所述装置包括一用于运动(导向)所述至少一个输出装置的尤其是自动的运动装置(导向装置)。所述运动装置能够使所述至少一个输出装置例如摆动、转动、水平运动、竖直运动、弧形运动等。所述运动装置尤其用于所述至少一个输出装置的准确的定位和/或取向。
[0034]可行的是,所述运动装置包括一分配杆(Verteilermast)或关节臂(例如多关节分配杆或多关节臂)。也可行的是，所述运动装置包括一机械手、尤其是5轴或6轴机械手。所述运动装置也可以包括一门结构，该门结构优选地是能移动的和/或所述至少一个输出装置能运动地布置在所述门结构上，优选是水平、沿轴向能运动和/或能摆动。
[0035]可行的是，所述运动装置包括一优选单轴和/或竖直能运动的保持结构，其保持多个例如格栅形地布置的输出装置(例如至少三个、四个、八个或十二个)。有利地，所述输出装置能够例如各个不同地(例如对于多轴特性改变)或集体相同地(例如对于单轴特性改变)来操控。
[0036]优选地，所述至少两个计量装置在运行中单个地操控。同样地，多个输出装置能够在运行中单个地操控。
[0037]可行的是，所述装置具有至少一个检测装置，用于检测至少一个根据构件特定的、影响构件的和/或根据装置特定的状态参数(例如状态大小、状态特性、定位等)。该检测例如可以在构件制造之前、期间和/或之后进行。
[0038]所述检测装置优选能够与所述至少一个输出装置一起运动和例如固定在所述至少一个输出装置或所述运动装置上。
[0039]也可行的是，所述检测装置是不动的，即不随着所述输出装置或所述运动装置而运动。所述不动的检测装置例如定位在用于所述构件的模板之外或整合到用于所述构件的模板中。
[0040]可行的是，所述装置具有用于检测至少一个根据材料流特定的状态参数的检测装置，所述状态参数例如存在于所述装置之内(例如体积流、状态大小、状态特性等)。该检测例如可以在构件制造之前、期间和/或之后进行。
[0041]所述根据构件特定的状态参数在本发明的框架内尤其包括下列中的至少一个:材料施加和由此所述构件或其至少一部分的存在、几何形状、层厚度、位置、几何尺寸、组成、内部组织；每个另外的表征所述构件或所述材料施加的特性。所述影响构件的状态参数在本发明的框架内尤其包括下列中的至少一个:对于构件的加强部、对于构件的装入部件的存在、几何形状、位置、位态、取向；或一般另外的在构件制造地点存在的、影响所述构件和/或所述制造过程的状态参数；处在飞行中的、借助于至少一个输出装置被输出的材料(例如一个(多个)喷束等)，所述至少一个输出装置相对材料施加、相对模板、相对装入部件等的间距；此外例如气候状态参数、如空气温度、空气湿度等。所述影响装置的状态参数在本发明的框架内尤其包括下列中的至少一个:所述至少一个输出装置和/或所述运动装置的位置、位态、取向和速度；一般表征所述装置的参数(例如静态的和/或动态的特性)。所述根据材料流特定的状态参数在本发明的框架内包括下列中的至少一个:一个或多个材料体积流、材料体积流的组成和浓度、推送压力等。前面提到的状态参数可以在本发明的框架内例如涉及发生改变、动态、静态、不能改变等的状态、特征参数、特性等。
[0042]在本发明的框架内，所述检测尤其包括测量、丈量、探测和/或监控。所述至少一个检测装置由此可以是一测量装置、丈量装置、探测装置和/或监控装置(例如传感器、激光传感器、激光点传感器、3D激光扫描器、压力传感器等)，由此例如能确定所述构件是否根据规定来制造。
[0043]优选地，所述装置包括一尤其电子的测控装置(例如一控制和/或调节装置)，该测控装置优选与至少一个测控区段(例如一能调节和/或控制的区段)连接，以便例如借助于至少一个调节机构、致动器、阀或另外的适当的方式来测控(例如调节和/或控制)所述至少一个测控区段和/或至少两个计量装置中的至少一个计量装置的计量，优选实时。在本发明的一特别强调的实施方式中，一测控装置与所述至少两个计量装置中的所述一个计量装置连接来测控所述计量，和/或与所述至少两个计量装置中的所述另外的计量装置连接来这样地测控计量，使得其能改变地实施，例如上面提到的那样根据至少一个前面描述的状态参数和/或所述待制造的构件的随后描述的计算机生成的模型。
[0044]所述测控装置优选借助于一测控回路(控制回路和/或调节回路)与所述两个检测装置中的至少一个检测装置和/或所述至少一个测控区段连接。
[0045]优选构造所述测控装置来根据通过所述第一检测装置和/或第二检测装置所检测的至少一个状态参数例如通过所述测控回路测控所述至少一个测控区段。
[0046]所述测控装置此外尤其构造用于根据待制造的构件的计算机生成的模型(3D-CAD-Entwurfs-CAD:计算机辅助设计)、尤其是表示其的数据/信息来测控所述至少一个测控区段。为了该目的，该测控装置例如能够包括一储存单元，在该储存单元中能够存储所述计算机生成的模型、尤其是表示其的数据/信息，和/或例如能够包括一接口来将所述计算机生成的模型、尤其是表示其的数据/信息传递到所述测控装置中。所述计算机生成的模型包括所述构件的待获得的构件几何形状、待获得的材料结构和/或待获得的材料组成(例如类型、孔隙率、空气孔含量、色素沉淀、材料分配、材料组成、纤维和加强部含量、力学特性等)。
[0047]在本发明的框架中，因此所述至少一个测控区段基于实际状态和额定状态的平衡的主动测控(控制、调节)或影响是可行的，尤其是通过检测至少一个状态参数(实际大小)，与额定大小(例如来自计算机生成的模型)的比较，所述测控区段的相应测控或影响，必要时重新的检测、比较、相应测控，等等。
[0048]要提及的是，所述装置具有至少一个、优选两个推送装置(例如泵、螺杆泵等)用于推送所述材料，其优选布置在所述至少两个计量装置的上游。所述至少两个计量装置中的至少一个计量装置能够实施为推送装置。[0049]所述至少一个测控区段例如能够是下列中的一个:所述至少两个计量装置中的一个计量装置，以便由此有利地测控所述计量；所述至少两个计量装置中的另外的计量装置，以便由此有利地测控所述能改变的计量；所述至少一个输出装置；多个输出装置，它们例如能够各个不同地或集体相同地测控；所述至少一个措施装置；所述运动装置和/或用于推送所述材料的所述至少两个推送装置；另外的适当的可变的装置参数。
[0050]要提及的是:所述至少两个计量装置中的至少一个计量装置例如能够构造为通流限制器、阀等。
[0051]可行的是，所述装置包括至少三个、四个、八个或十二个输出装置，它们例如布置在一格栅中或串联地彼此相邻地布置。如已经在上面提及的那样，可行的是:所述输出装置例如各个不同地(例如对于多轴特性改变)或集体相同地(例如对于单轴特性改变)来操控。
[0052]所述至少两个计量装置尤其平行地布置和/或构造用于独立的计量。此外，所述至少两个输出装置也尤其平行地布置，这适宜地也适用于所述至少两个推送装置。
[0053]此外要提及的是，前面描述的各个装置，如计量装置、混合装置和/或输出装置能够组合成如下的装置，它们同时满足所提到的功能中的多个功能。
[0054]在本发明的框架中可行的是，借助于所述至少一个计量装置待实施的计量和借助于所述至少一个另外的计量装置待实施的能改变的计量在时间上相同、在时间上交叠和/或时间上间隔开地、例如前后相继地执行。
[0055]本发明也包括一种用于制造至少一种构件、尤其是混凝土构件、矿质接合的构件、优选大多含有无机材料的构件和/或借助于一接合剂结合的构件的方法。所述方法优选利用一如这里所描述的装置来实施。
[0056]优选地，在该方法中将用于构造所述构件的材料借助于至少两个计量装置中的至少一个计量装置来计量。
[0057]此外，将用于构造所述构件的材料借助于所述至少两个计量装置中的至少一个另外的计量装置能改变地计量。
[0058]此外例如能够借助于至少一个布置在所述至少两个计量装置下游的输出装置来输出材料，以便制造所述构件并且将所述构件设有至少一种在至少一个空间方向上、优选两个或三个空间方向上的连续的或近似连续的特性改变。
[0059]其它方法步骤由前面的涉及装置的描述获得，参考其来避免重复。此外，本发明包括一种构件，借助于所述根据本发明的方法来制造。在本发明的框架中可行的是:将借助于根据本发明的方法所制造的构件进一步加工和/或改性。
[0060]上面的根据本发明的特征和实施方式能够任意彼此组合。本发明的另外的有利改进方案在从属权利要求中公开或由本发明的优选实施例的后面的描述结合附图获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0061]图1:示意性示出了根据本发明的一实施方式的用于制造构件的装置的原理图；
[0062]图2:示意性示出了根据本发明的一实施方式的混合原理；
[0063]图3:示意性示出了根据本发明的另一实施方式的混合原理；
[0064]图4:示意性示出了根据本发明的又一实施方式的混合原理；
[0065]图5:示出了根据本发明的一实施方式，其中，用于构造所述构件的材料的混合过程在输出装置的上游进行；
[0066]图6:示出了根据本发明的一实施方式，其中，用于构造所述构件的材料的混合过程在输出装置之内进行；
[0067]图7:示出了根据本发明的一实施方式，其中，用于构造所述构件的材料的混合过程下游地在两个输出装置之外或通常地在用于制造所述构件的装置之外进行；
[0068]图8:示意性示出了根据本发明的一实施方式的材料施加原理，其中，用于构造所述构件的材料借助于一喷头来输出；
[0069]图9:示意性示出了根据本发明的一实施方式的材料施加原理，其中，用于构造所述构件的材料借助于一置入板条来输出；
[0070]图10:示意性示出了根据本发明的一实施方式的材料施加原理，其中，用于构造所述构件的材料借助于一喷出装置来喷出；
[0071]图11:示出了根据本发明的一实施方式的形式为分配杆或关节臂的一运动装置；
[0072]图12:根据本发明的一实施方式示出了形式为一能运动的门结构的运动装置，在该运动装置上能运动地装配有一输出装置；
[0073]图13:示出了根据本发明的一实施方式的具有多个布置在一格栅上的输出装置的一运动装置；
[0074]图14:示出了在制造构件之前和期间能出现的状态的示意图以及检测装置的可能的类型和位置；
[0075]图15:示出了根据本发明的一实施方式的示意性原理图，其中，用于构造所述构件的材料在两个输出装置之外下游地以喷雾形式彼此混合；
[0076]图16:示出了根据本发明的另一实施方式的示意性原理图，其中，用于构造所述构件的材料在三个输出装置之外下游地以喷雾形式彼此混合；
[0077]图17:示出了根据本发明的一实施方式的具有一维连续的或近似连续的特性改变的构件；
[0078]图18:示出了根据本发明的一实施方式的具有二维连续的或近似连续的特性改变的构件；
[0079]图19:示出了根据本发明的一实施方式的具有三维连续的或近似连续的特性改变的构件；
[0080]图20:示出了根据本发明的一实施方式的连续或近似连续特性改变的产生和合成的内部组织结构的示意性原理图；
[0081]图21:示出了根据本发明的一实施方式的方法的流程图；以及
[0082]图22:示出了根据本发明的另一实施方式的方法的流程图。
[0083]在这些附图中示出的实施方式部分地一致，其中，类似的或一致的部件设有相同的附图标记，并且为了它们的阐释也参考一个或多个另外的实施方式的描述，以便避免重复。
【具体实施方式】
[0084]图1示意性示出了根据本发明的一实施方式的用于制造构件的装置I的原理图。待制造的构件是混凝土构件、矿质接合的构件、含有无机材料的构件或借助于一接合剂结合的构件。装置I具有三个单独的、平行布置的计量装置10，它们能够通过三个平行的输送装置20以用于构造所述构件的不同的材料来供给。所述材料例如能够以几乎纯净形式或作为混合物被输送给所述三个计量装置10。所述三个计量装置10构造用于连续地、尤其是分级地能改变地计量输送给它们的材料。
[0085]所述装置I包括一措施装置40.1，其引起这些被计量的材料彼此混合。措施装置40.1由一混合装置来构造，该混合装置布置在所述三个计量装置10的下游。该装置I也包括用于推送材料的三个平行的推送装置80。装置I还包括一布置在所述三个计量装置的下游和所述措施装置40.1的下游的输出装置30，用于借助于喷束ST输出经计量的并且彼此混合的材料，以便在一模板100中产生材料施加MA和制造所述构件。所述构件这样被制造，使得其设有在至少一个空间方向上的至少一种功能上的、连续的特性改变。
[0086]所述装置I也包括一用于在制造所述构件期间运动所述输出装置30的运动装置50和一检测装置60，它们参考图11至14来细节地描述。
[0087]此外，所述装置I包括一测控区段(在图1中借助于箭头示意性示出)和一测控装置(控制/调节装置)70，所述侧控装置连接所述测控区段和所述检测装置60。所述测控装置70构造用于根据通过所述检测装置60所检测的状态参数和根据待制造构件的3D-CAD模型(CAD:计算机辅助设计)例如借助于一个或多个调节机构来测控所述测控区段。所述测控区段包括所述运动装置50和所述三个计量装置10，由此而尤其可行的是:测控所述连续的计量。也可行的是:所述测控区段包括所述装置I的其他装置，例如所述混合装置40.1、所述输出装置30和所述推送装置80。同样地，所述测控替换地或补充地可以根据被检测的、根据材料流特定的状态参数来进行，这些状态参数在所述装置I之内的制造过程期间存在并且借助于另一未示出的与所述测控装置70连接的检测装置来检测。
[0088]图2示意性示出了根据本发明的一实施方式的混合原理。所述混合原理基于两个例如匀质的原始混合物A和B，这些原始混合物优选地具有互惠特性(例如原始混合物A具有高密度、高强度和高导热能力并且原始混合物B具有低密度、低强度和低导热能力)。图3示意性示出了根据本发明的另一实施方式的混合原理。所述混合原理基于一种原始混合物，其通过其它材料如掺合物(例如沙砾、沙子、碎石或另外的常见混凝土掺合物)和/或附加物(例如有色颜料、有机物质、纤维和另外的常见的混凝土附加物质)的混入来改性。图4示意性示出了根据本发明的又一实施方式的混合原理。所述混合原理基于:所述用于构造所述构件的材料，例如水、水泥、掺合物、附加物质、附加介质几乎以纯净形式彼此混合。参考图2至图4，通过改变所述这些原始材料的混合比例和尤其是通过所述原始材料的适当的能改变的计量来获得所述连续的特性改变。
[0089]图5示出了根据本发明的一实施方式的措施装置40.1，其引起:将用于构造所述构件的不同材料彼此混合。措施装置40.1包括一混合装置，该混合装置布置在所述输出装置30的上游。所述混合装置例如可以是一贯通式混合器。
[0090]图6示出了根据本发明的另一实施方式的措施装置40.2，其引起:将用于构造所述构件的不同材料彼此混合。措施装置40.2包括一混合装置，该混合装置安置在所述输出装置30中。所述混合装置例如可以是如下的混合装置，其通过其混合腔的几何形状产生混合，或是如下的混和装置，其通过压缩空气涡流(例如借助于环形喷嘴)产生混合物。
[0091]图7示出了根据本发明的又一实施方式的措施装置40.3，其引起:将用于构造所述构件的不同材料彼此混合。所述措施装置40.3包括两个输出装置30，它们这样地构造，使得所述材料借助于喷束来输出并且通过所述喷束的交叉来彼此混合，这因此在所述两个输出装置30之外下游地进行。所述混合过程例如可以借助于湿法喷射方法或干法喷射方法来进行，其中，优选之前地例如将两个匀质的原始混合物平行地推送并且分开地计量。
[0092]图8示意性示出了根据本发明的一实施方式的材料施加MA。在图8中示出的输出装置30构造为喷头或喷嘴，以便滴形地和/或连续地输出所述材料，由此来获得点式或离散的材料施加。所述材料施加没有压缩空气地进行。
[0093]图9示意性示出了根据本发明的另一实施方式的材料施加MA。所述输出装置30构造为置入板条，以便将所述用于构造所述构件的材料优选地层式地浇注，由此来获得线性的材料施加MA。所述置入板条包括狭缝形的多个开口，它们彼此相对或相对彼此错开地布置，用于在一侧上的材料接收和在另一侧上的以限定宽度的材料给出。所述置入板条的宽度小于或等于所述模板100的宽度。所述材料施加没有压缩空气地进行。
[0094]图10示意性示出了根据本发明的又一实施方式的材料施加MA。所述输出装置30构造为喷出装置，以便将所述用于构造所述构件的材料喷出，由此来获得面式的材料施加。所述喷出能够借助于湿法喷射方法或干法喷射方法进行。所述材料施加借助于压缩空气进行。
[0095]图11示意性示出了根据本发明的一实施方式的用于运动所述输出装置30的一自动运动装置50的原理图。所述运动装置50是具有多个自由度的分配杆或关节臂。所述运动装置50例如可以是5轴或6轴机械手。所述输出装置30的喷射轴线可以由此始终正交于在所述施加地点上的切线平面取向。作为使用地点例如考虑:当地，预制厂(Fertigteil-Werk)或现场工厂(Feldfabrik)。该实施方式能够有利地例如实现弯曲的构件。在图11中示出的箭头例如象征所述运动装置50的运动可能性。
[0096]图12示意性示出了根据本发明的一实施方式的用于运动所述输出装置30的一自动运动装置50的原理图。运动装置50包括一门结构，在该门结构上能运动地装配有一输出装置30，例如水平和竖直地能运动地装配和在需要时能摆动。所述门结构能够水平移动。在图12中示出的箭头象征所述运动装置50和所述输出装置30的运动可能性。
[0097]图13示出了根据本发明的又一实施方式的用于运动多个输出装置30的自动的运动装置50。所述运动装置50包括一能运动的保持结构，所述保持结构保持多个布置在一格栅上的输出装置30。所述保持结构并且由此由多个输出装置30形成的格栅能够优选地单轴地和尤其竖直地移动。由此能够实现平面构件的经济的制造，例如在所述预制厂内。有利地，此外能够实现在Z轴线上的无级特性过渡。
[0098]图14示出了如下这些状态的示意图，它们能够在构件的制造地点在制造所述构件之前和期间存在，并且示出了用于检测相应状态参数的多个检测装置60、60’、60’’。所述检测装置60和60’用于测量和探测根据构件特定的状态参数(例如组成、几何形状、层厚度、材料密度、构件特性等)、影响构件的状态参数(例如模板100、加强部101、插入部件102、温度、空气湿度等)和根据装置特定的状态参数(例如输出装置30或运动装置50的位置、速度、取向等)。所述检测装置60能与所述输出装置30 —起运动地实施和实施为激光点传感器。所述检测装置60’不动地、与所述输出装置30无关地实施且实施为3D激光扫描器。所述检测装置60’ ’整合在所述模板100中并且例如能够检测材料施加的重量或检测材料施加的存在。所述检测装置60’’实施为压力传感器。
[0099]所述检测装置60、60’和60’ ’和其输出数据被结合到用于制造所述构件的过程链中并被考虑。在尤其借助于另一未示出的检测装置和利用测控回路的反馈，在所述装置I之内同时地检测根据材料流特定的状态参数(例如一个或多个平行的材料体积流、所述材料体积流的浓度和/或组成、推送压力等)的情况下，所述测控区段的操控(也就是尤其是可变的装置参数)能够实时进行，所述测控区段由此是一调节区段。
[0100]图15示意性示出了根据本发明的一实施方式的原理视图。该实施方式包括两个平行布置的材料容器X和Y，两个平行的推送装置80，两个平行的计量装置10和两个平行的输出装置30。所述两个输出装置30分别包括一压缩空气接口 31，用于以压缩空气支持的输出。
[0101]所述材料容器X设置用于一原始混合物A。所述原始混合物A通过推送装置80向所述计量装置10推送，借助于所述计量装置10来计量，向所述输出装置30继续导引，该输出装置借助于一喷束STl输出所述原始混合物A。所述材料容器Y设置用于一原始混合物B。所述原始混合物B通过另一推送装置80向另一计量装置10推送，借助于所述另一计量装置10来连续能改变地计量，向另一输出装置30继续导引，该另一输出装置借助于一喷束ST2输出所述原始混合物B。所述输出装置30这样地构造，使得所述喷束ST1、ST2交叉并且因此将所述原始混合物A、B彼此混合。
[0102]图16示出了本发明的又一实施方式，其中构造有三个输出装置30，以便分别借助于一喷束STl、ST2、ST3输出材料。这些输出装置30之一被输送掺合物，另一输出装置30被输送一原始混合物并且余下的输出装置被输送附加物。所述输出装置30这样地构造，使得所述掺合物喷束ST1、原始混合物喷束ST3和附加物喷束ST2这样交叉，即，所述掺合物、原始混合物和附加物彼此混合。
[0103]图17示意性示出了具有在一空间方向上连续(分级)或近似连续(分级)的特性改变的构件BT的视图。这些改变的圆直径表征材料组成的并且由此构件BT的特性改变。应用示例是面式的构件、壁、覆盖板等。
[0104]图18示意性示出了具有在两个空间方向上连续(分级)或近似连续(分级)的特性改变的构件BT的视图。也在这里，这些改变的圆直径表征材料组成的并且由此构件BT的特性改变。应用示例是柱体形的构件、支撑件、管等。
[0105]图19示意性示出了具有在三个空间方向上连续(分级)或近似连续(分级)的特性改变的构件BT的视图。同样地在这里，这些改变的圆直径表征材料组成的并且由此构件BT的特性改变。应用示例是楼板、支承件、凸起件等。
[0106]图20示意性示出了通过改变借助于至少两个计量装置10来计量的材料的材料组成和尤其是混合物比例的连续(分级)或近似连续(分级)的特性改变的产生和结构或者说内部组织。可变的参数在此例如是各种材料的含量、大小、填充密度、类型、取向和比例。
[0107]图21根据本发明的一实施方式示出了用于制造构件的方法的流程图，其以所述装置I来实施。
[0108]在步骤SI中，一材料A(几乎以纯净形式或作为混合物)被导向一计量装置30。在一平行步骤SI’中，另一类型的材料B (几乎以纯净形式或作为混合物)被导向另一计量装置30。[0109]在步骤S2中，将所述材料A例如借助于一测控装置被测控地(例如被控制或被调节地)来计量。在一平行的步骤S2’中，将所述材料B例如借助于一测控装置被测控地(例如被控制或被调节地)能改变地计量。
[0110]在步骤S3中，所述材料A被导向一输出装置30。在另一平行的步骤S3’中，所述材料B被导向另一输出装置30。
[0111]在一步骤S4中，材料A由所述一个输出装置30借助于一喷束来输出并且所述材料B由另一输出装置30借助于一喷束来输出。所述两个喷束这样地交叉，使得材料A和B彼此混合。所述混合由此在所述输出装置30的下游以喷雾形式发生。借助于适当计量所述材料A和B、适当改变材料A和B的混合比例和借助于所述运动装置50适当运动所述输出装置30能够制造具有连续的或近似连续的特性改变的构件。
[0112]图22根据本发明的另一实施方式示出了用于制造构件的方法的流程图，其以所述装置I来实施。
[0113]在步骤SI中，一材料A(几乎以纯净形式或作为混合物)被导向一计量装置30。在一平行步骤SI’中，另一材料B (几乎以纯净形式或作为混合物)被导向另一计量装置30。
[0114]在步骤S2中，将所述材料A例如借助于一测控装置被测控地(例如被控制或被调节地)来计量。在一平行的步骤S2’中，将所述材料B例如借助于一测控装置被测控地(例如被控制或被调节地)能改变地计量。
[0115]在步骤S3中，所述材料A被导向一输出装置30。在另一平行的步骤S3’中，所述材料B被导向相同的输出装置30。
[0116]在步骤S4中，所述材料A和B在输出装置30之内借助于一混合装置来彼此混合。在一替换的实施方式中可行的是，所述材料A和B在所述输出装置30之外上游地借助于一混和装置彼此混合。
[0117]在步骤S5中，彼此混合的材料A和B由所述输出装置30来输出，以便制造一构件。所述构件被这样制造，使得其设有在至少一个空间方向上、优选在两个或三个空间方向上的分级的特性改变。
[0118]这些在图21和图22中平行实施的步骤例如也可以时间上交叠地和/或前后相继地执行。
[0119]本发明不受限于前面所描述的优选实施方式。确切地说，多个变型方案和修改方案是可行的，它们同样利用本发明的想法并且落入保护范围。尤其地，本发明也与引用的权利要求的主题无关地要求对于各个从属权利要求的主题的保护。
【权利要求】
1.用于制造至少一混凝土构件、矿质接合的构件、包含无机材料的构件和/或借助于一接合剂结合的构件的装置，具有: -至少两个计量装置(10)，其中，构造所述至少两个计量装置(10)中的至少一个计量装置来计量用于构造所述构件的材料，并且，构造所述至少两个计量装置(10)中的至少一个另外的计量装置来能改变地计量用于构造所述构件的材料；以及 -在所述至少两个计量装置(10)下游布置的至少一个输出装置(30)，构造所述至少一个输出装置来输出材料，用于制造所述构件并且将所述构件设有至少一种在至少一个空间方向上的连续的或近似连续的特性改变。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置具有至少一个措施装置(40.1 ；40.2 ；40.3)，所述至少一个措施装置引起:由所述至少两个计量装置(10)中的所述一个计量装置所计量的材料和由所述至少两个计量装置(10)中的所述另外的计量装置能改变地计量的材料彼此混合并且优选形成一混合比例，其中，通过改变所述混合比例来获得所述特性改变。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置包括至少一个混合装置(40.1 ；40.2)，所述至少一个混合装置布置在所述至少一个输出装置(30)上游或布置在所述至少一个输出装置(30)中，并且，构造所述至少一个混合装置来将由所述至少两个计量装置(10)中的所述一个计量装置所计量的材料和由所述至少两个计量装置(10)中的所述另外的计量装置能改变地计量的材料彼此混合。
4.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，所述装置具有至少一个第一输出装置(30)，以便将由所述至少两个计量装置(10)中的所述一个计量装置所计量的材料借助于一喷束(STl)输出，并且 所述装置具有一第二输出装置(30)，以便将由所述至少两个计量装置(10)中的所述另外的计量装置能改变地计量的材料借助于一喷束(ST2)输出，并且，所述至少一个第一和第二输出装置(30)这样地构造，使得由所述第一输出装置(30)所输出的材料和由所述第二输出装置(30)所输出的材料通过所述喷束(ST1、ST2)的交叉而彼此混合。
5.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，构造所述至少两个计量装置(10)中的至少一个计量装置来连续或近似连续地能改变地计量材料。
6.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，所述至少一个输出装置(30)是一喷出装置，以便喷出材料，尤其是以便获得一面式的材料施加。
7.根据权利要求1至5之一所述的装置，其中，所述输出装置(30)是一置入板条，以便浇注材料，尤其是以便获得一线性的材料施加。
8.根据权利要求1至5之一所述的装置，其中，所述至少一个输出装置(30)是一喷头或一喷嘴，以便滴形或连续输出材料，尤其是以便获得点式或离散的材料施加。
9.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，所述装置具有一优选自动的运动装置(50 )，用于运动所述至少一个输出装置(30 )。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述运动装置(50) -包括一分配杆或关节臂； -包括一机械手，尤其是5轴或6轴机械手； -包括一门结构，所述门结构优选地是能移动的并且优选至少一个输出装置(30)能运动地布置在所述门结构上；和/或 -包括一保持结构，所述保持结构保持多个格栅形地布置的输出装置(30)。
11.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，所述装置具有至少一个第一检测装置(60)用于检测至少一个根据构件特定的、影响构件的和/或根据装置特定的状态参数。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一检测装置(60) -能与所述至少一个输出装置(30) —起运动；或 -是不动的，尤其是定位在用于所述构件的一模板(100)之外或整合到用于所述构件的所述模板(100)中。
13.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，所述装置包括一第二检测装置，用于检测至少一个根据材料流特定的状态参数，所述至少一个根据材料流特定的状态参数存在于所述装置之内。
14.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，所述装置具有一测控装置(70)，以便测控至少一个测控区段或所述至少两个计量装置(10)中的至少一个计量装置的计量，优选是实时的。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，构造所述测控装置(70)来根据通过所述第一检测装置和/或第二检测装置所检测的至少一个状态参数测控所述至少一个测控区段。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其中，构造所述测控装置(70)来根据待制造的构件的或所述待制造的构件至少一部分的计算机生成的模型测控所述至少一个测控区段。
17.根据权利要求14至16之一所述的装置，其中，所述至少一个测控区段包括下列中的至少一个: -所述至少两个计量装置(10)中的一个计量装置，尤其以便测控所述计量； -所述至少两个计量装置(10)中的另外的计量装置，尤其以便测控所述能改变的计量; -所述至少一个输出装置(30)； -多个输出装置(30)，它们能够各个不同地或集体相同地被测控； -所述至少一个混合装置； -所述运动装置(50); -用于推送所述材料的至少两个推送装置(80 )中的至少一个推送装置。
18.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，至少三个输出装置(30)格栅形地布置。
19.用于制造至少一混凝土构件、矿质接合的构件、包含无机材料的构件和/或借助于一接合剂结合的构件的方法，优选借助于根据前述权利要求之一所述的装置来实施，其中， -将用于构造所述构件的材料借助于至少两个计量装置(10)中的至少一个计量装置来计量； -将用于构造所述构件的材料借助于所述至少两个计量装置(10)中的至少一个另外的计量装置能改变地计量；以及 -借助于至少一个在所述至少两个计量装置(10)下游布置的输出装置(30)来输出材料，以便制造所述构件并且将所述构件设有至少一种在至少一个空间方向上的连续的或近似连续的特性改变。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，将由所述至少两个计量装置(10)中的所述一个计量装置所计量的材料和由所述至少两个计量装置(10)中的所述另外的计量装置能改变地计量的材料彼此混合，并且，优选地形成一混合比例，其中，通过改变所述混合比例来获得所述特性改变。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，将由所述至少两个计量装置(10)中的所述一个计量装置所计量的材料和由所述至少两个计量装置(10)中的所述另外的计量装置能改变地计量的材料借助于至少一个混合装置(40.1 ；40.2)彼此混合，所述至少一个混合装置布置在所述至少一个输出装置(30)的上游或布置在所述至少一个输出装置(30)中。
22.根据权利要求19至21之一所述的方法，其中，至少一个第一输出装置(30)借助于一喷束(STl)输出由所述至少两个计量装置(10)中的所述一个计量装置所计量的材料，并且一第二输出装置(30)借助于一喷束(ST2)输出由所述至少两个计量装置(10)中的所述另外的计量装置能改变地计量的材料，并且，由所述第一输出装置(30)所输出的材料和由所述第二输出装置(30)所输出的材料通过所述喷束(ST1、ST2)的交叉而彼此混合。
23.根据权利要求19至22之一所述的方法，其中，所述至少两个计量装置(10)中的至少一个计量装置连续或近似连续地计量材料。
24.根据权利要求19至23之一所述的方法，其中，所述至少一个输出装置(30)是一喷出装置，所述喷出装置喷出材料，尤其是以便获得一面式的材料施加。
25.根据权利要求19至23之一所述的方法，其中，所述至少一个输出装置(30)是一置入板条，所述置入板条浇注材料，尤其是以便获得一线性的材料施加。
26.根据权利要求19至23之一所述的方法，其中，所述至少一个输出装置(30)是一喷头或一喷嘴，所述喷头或喷嘴滴形或连续地输出材料，尤其是以便获得点式或离散的材料施加。
27.根据权利要求19至26之一所述的方法，其中，所述至少一个输出装置(30)借助于一优选自动的运动装置(50 )来运动。`
28.根据权利要求19至27之一所述的方法，其中，至少一个根据构件特定的、影响构件的和/或根据装置特定的状态参数借助于至少一个第一检测装置(60)来检测，其中，优选地所述至少一个检测装置(60)与所述至少一个输出装置(30) —起被运动或是不动的。
29.根据权利要求19至28之一所述的方法，其中，至少一个根据材料流特定的、存在于用于制造所述构件的所述装置之内的状态参数借助于至少一个第二检测装置来检测。
30.根据权利要求19至29之一所述的方法，其中，一测控装置(70)测控至少一个测控区段或测控所述至少两个计量装置(10)中的至少一个计量装置的计量，优选是实时的。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述测控装置(70)根据通过所述第一检测装置和/或第二检测装置(60)所检测的至少一个状态参数来测控所述至少一个测控区段。
32.根据权利要求30或31所述的方法，其中，所述测控装置(70)根据所述待制造的构件的一计算机生成的模型来测控所述至少一个测控区段。
33.根据权利要求30至32之一所述的方法，其中，所述至少一个测控区段包括下列中的至少一个: -所述至少两个计量装置(10)中的所述一个计量装置； -所述至少两个计量装置(10)中的所述另外的计量装置，尤其以便测控所述能改变的计量;-所述至少一个输出装置(30)；-多个输出装置(30)，它们能够各个不同地或集体相同地被测控；-所述至少一个混合装置；-所述运动装置(50)；-用于推送所述材料的至少两个推送装置(80)中的至少一个推送装置。
34.构件，借 助于根据权利要求19至33之一所述的方法来制造。
【文档编号】B28B13/02GK103561923SQ201280025358
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年5月25日 优先权日:2011年5月25日
【发明者】W·索贝克 申请人:W·索贝克