Schmetterlingsbatterie setzt neue Maßstäbe bei der Herstellung von fünfseitig glatten Fertigteilen bei der Beton-Fertigteil-Union (BFU)

Mit dem neuen Anlagenkonzept der B.T. innovation GmbH konnte die Firma Beton-Fertigteil-Union (BFU) aus dem Schwarzwald gleich mehrere gewünschte Vorgaben erfüllen: Erhöhung der Produktionskapazität, der Produktqualität und der Prozesssicherheit. Herzstück des neuen Konzeptes ist eine Schmetterlingsbatterie – ergänzt wird die Batterie durch zwei Bearbeitungsstationen mit zwei Laser-Projektionssystemen. BFU stellt in der neuen Produktionsanlage hauptsächlich Massivwände, aber auch Balkone und kleinere Stützen in bisher nicht erreichter Qualität her. Unterstützt wird dies durch den Einsatz von selbstverdichtendem Beton (SVB).

Bei einer Besichtigung der Fertigteile auf dem Lagerplatz präsentierte Volker Koch, der Geschäftsführer von BFU, voller Stolz die makellosen Massivwände. „Wir haben bisher in unserer bestehenden Batterieschalung auch schon beidseitig glatte Wände hergestellt. Aber diese Qualität war bisher nicht zu erreichen. Besser könnten die Oberflächen kaum sein“. Durch den Einsatz des von BFU optimierten selbstverdichtenden Betons in Kombination mit den Schalungen von B.T. innovation können sowohl die Flächen als auch die Kanten und die Aussparungen in absoluter Sichtbetonqualität hergestellt werden. Zusätzlich zu dieser Qualitätssteigerung geht Koch davon aus, dass BFU die Produktivität durch diese neue Anlagentechnik mehr als verdoppeln kann. „Wir sind uns sicher, dass wir mit der neuen Investition nicht nur die Qualität erhöhen, sondern auch die Aufwandswerte entsprechend reduzieren können.“

Die Schmetterlingsbatterie ist in eine der beiden 2019 von BFU neu errichteten Produktionshallen integriert. Der Platzbedarf für die Anlagentechnik beträgt nur ca. 450 m².

Neues Anlagenkonzept

Das von B.T. innovation für BFU entwickelte Konzept besteht aus einer Schmetterlingsbatterie und zwei Bearbeitungsstationen. Beide Stationen sind jeweils mit einer hydraulisch betriebenen sogenannten Auf- und Zuklappvorrichtung ausgerüstet. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen können die Schmetterlingsschalungen aufgeklappt bzw. geschlossen werden. Dazu müssen die Schmetterlinge mittels einer speziellen von B.T. innovation entwickelten Traverse und dem Hallenkran aus der Schmetterlingsbatterie entnommen und auf den Auf- und Zuklappvorrichtungen aufgesetzt werden. Anschließend werden die durch ein massives Drehgelenk miteinander verbundenen Schaltafeln von der senkrechten in eine waagerechte Position aufgeklappt bzw. abgelegt. Zur späteren Einlagerung der fertig eingeschalten und bewehrten Schmetterlinge erfolgt der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge.

Die aufgeklappten Schmetterlinge liegen, wie in Umlaufanlagen üblich, auf Rollenböcken und Reibrädern. Dadurch können sie zwischen den Arbeitsstationen verfahren werden. Alle notwendigen Tätigkeiten können dadurch in einer für die Bediener angenehmen waagerechten Anordnung der Schmetterlinge und daher sogar laserunterstützt durchgeführt werden. Somit kann der Einbau der Schalungen, der Aussparungen sowie der gesamten Bewehrung optimiert und zeitsparend durchgeführt werden. Die benötigten Einbauteile und Hilfsstoffe können in unmittelbarer Nähe der beiden Stationen gelagert werden.

Die Anlagenkomponenten sowie das gesamte Schalungssystem kommen von B.T. innovation mit Hauptsitz in Magdeburg. Die Steuerung der Schmetterlingsbatterie, der Auf- und Zuklappvorrichtungen, der Arbeitsstationen und Rollengänge für den Transport der Schmetterlinge wurde von der Wiggert & Co. GmbH realisiert. Die gesamte Lasertechnik lieferte die Z-Laser GmbH.

Der Produktionsprozess

Das Konzept von Batterieschalungen ist für BFU nicht neu. Bisher wurden in einer seit längerer Zeit vorhandenen Batterieschalung beidseitig glatte Massivwände hergestellt. „Da alle Arbeiten an den senkrechten Schottwänden durchgeführt werden müssen, war dies für unsere Mitarbeiter eine sehr beschwerliche und aufwändige Tätigkeit“, berichtet Volker Koch. Daher hat BFU das Konzept der liegenden Vorbereitung von B.T. innovation von Anfang an überzeugt. Dieses Herstellungskonzept ist sehr effizient bzw. kostengünstig und beansprucht in der Produktionshalle nur sehr wenig Nutzfläche.

Die Genauigkeit für das Einschalen und für das Bewehren konnte durch den Einsatz von Lasern entscheidend verbessert werden. Dadurch können sowohl Fehler bei diesen Tätigkeiten verhindert als auch die Einschalzeiten verkürzt werden. Des Weiteren ist das Schalungssystem speziell für den Einsatz in einer Batterieschalung angepasst worden. Basis sind die sehr leichte MultiForm-Schalung sowie die MagFly-Magnete von B.T. innovation. „Bei uns sind die Nutzflächen der einzelnen Schmetterlingshälften jeweils 8 × 3,5 m groß“, sagt BFU-Geschäftsführer Koch. „Mit einer optimierten Planung erreichen wir derzeit eine Belegung von bis zu 70 %.“

Nachdem alle manuellen Tätigkeiten abgeschlossen sind, wird der Schmetterling mit einer speziellen Traverse und der von B.T. innovation neu entwickelten hydraulischen Auf- und Zuklappstation von der waagerechten in eine senkrechte Stellung zusammengeklappt. Anschließend wird der Schmetterling mittels Hallenkran von oben in die Tragkonstruktion der Schmetterlingsbatterie eingehängt.

Wenn die Batterie voll bestückt ist, werden die Schmetterlingsschalungen und Schottwände mit der festen und der beweglichen Spannwand hydraulisch verspannt. „Durch den Einsatz von sechs hydraulischen Zylindern dichtet die Schmetterlingsschalung wesentlich besser ab als unsere alte Batterieschalung“, berichtet Volker Koch. Die Lage der Zylinder wurde so gewählt, dass unabhängig von der Art der Belegung und der Anzahl der Elemente eine hermetisch dichte Verspannung gewährleistet werden kann.

Das Betonieren der Schalung erfolgt bei BFU entweder über einen Kranbetonverteiler oder über eine Betonpumpe. Nach der Trocknungsphase wird die Schmetterlingsbatterie „geöffnet“. Dazu werden die Spann- und Schottwände sowie die Schmetterlinge einzeln mit Hydraulikzylindern verschoben. Die ausgehärteten Fertigteile werden dann mittels Kran direkt von den eingehängten Schmetterlingen entnommen.

Erhöhung der Produktionskapazität

Mit der neuen Schmetterlingsbatterie von B.T. innovation konnte BFU die Qualität seiner Produkte wesentlich verbessern und auch die Produktionskapazität deutlich erhöhen: „Ich gehe davon aus, dass wir die Menge dank der Schmetterlingsbatterie in naher Zukunft locker verdoppeln können“, ist BFU-Geschäftsführer Koch zuversichtlich. Aktuell produziert BFU mit der Schmetterlingsbatterie im Einschichtbetrieb. Die Fertigteile härten über Nacht aus und werden am nächsten Morgen entschalt.

Fazit

B.T. innovation GmbH gelang es, das bekannte System der Batterieschalung weiterzuentwickeln und unter dem Markennamen „Schmetterlingsbatterie“ auf den Markt zu bringen. Mit diesem Konzept ist es dem Unternehmen gelungen, die Vorteile einer Batterie- mit den Vorteilen einer Stand- bzw. Umlauffertigung zu verbinden.

Grundsätzlich ist es möglich, das Anlagenkonzept der Schmetterlingsbatterie so zu verändern, dass drei bzw. vier Betoniervorgänge im Dreischichtbetrieb innerhalb von 24 Stunden durchgeführt werden können. Bereits nach ca. vier Stunden hat der Beton eine Frühfestigkeit von 3 bis 8 N/mm^² erreicht, sodass die Schmetterlinge aus der Tragkonstruktion entnommen werden können. Anschließend kann man die Schmetterlinge in ein Zwischenlager einhängen, bis die darin befindlichen Fertigteile komplett ausgehärtet sind. Gleichzeitig können in die Tragkonstruktion wieder neu vorbereitete Schmetterlingsschalungen für den nächsten Betoniervorgang eingehängt werden. Die Schmetterlinge können z. B. auf einer „nachgeschalteten“ Umlaufanlage mit mehreren Bearbeitungsplätzen und Maschinen vorbereitet bzw. bearbeitet werden. Dabei ist es jederzeit möglich, Maschinen, die man aus Umlaufanlagen kennt, in diesen Prozess zu integrieren. Mit diesem Konzept ist man in der Lage, fünfseitig schalungsglatte Fertigteile in einer bisher nicht erreichten Qualität und einer bisher bei Batterieschalungen unmöglichen Quantität herzustellen.