Anwenderorientierte Forschung für die Zukunft der Betonfertigteilproduktion – die Schmetterlingsschalung eröffnet neue Möglichkeiten

BT innovation hat einen wegweisenden Ansatz entwickelt: Ihre Batterie- und Schmetterlingsschalung vereint die Vorzüge horizontaler Vorbereitung mit den Möglichkeiten vertikaler Betonage. Diese innovative Lösung ermöglicht nicht nur eine präzise Vorbereitung von Einbauteilen und Bewehrungen, sondern integriert sich auch nahtlos in den Prozess der vertikalen Herstellung mehrerer Fertigteile. Die Modularisierung des Bauprozesses verspricht nicht nur erhebliche Zeit- und Kostenersparnis, sondern garantiert auch eine herausragende Qualität. Dies geschieht durch die effiziente Produktion in kontrollierten Umgebungen. Besonders in der dringend benötigten Wohnungsbaubranche gewinnt diese Entwicklung weltweit immens an Bedeutung.

Die Technologie der Schmetterlingsschalung

Die Modularisierung von Bauteilen kann in unterschiedlichen Stufen erfolgen: von einzelnen Stützen und Trägern über Wand- und Deckenelemente bis hin zu fertigen Raumzellen. Für die Vorfertigung großer Platten gibt es verschiedene Methoden und dementsprechend unterschiedliche Ausrüstungen mit individuellen Vor- und Nachteilen. Dank langjähriger Erfahrung in der Konstruktion und Herstellung von horizontalen und vertikalen Fertigungsanlagen konnte die B.T. innovation GmbH mit der Batterie- und Schmetterlingsschalung eine Lösung entwickeln, die die Vorteile der horizontalen Vorbereitung mit den Vorzügen der vertikalen Betonage von Fertigteilen vereint. Die Schmetterlingsschalung ermöglicht eine einfache und exakte Vorbereitung von Einbauteilen (Anker, Tür- und Fensteröffnungen, Versorgungsleitungen etc.) und Bewehrung auf einer horizontalen Arbeitsstation. Anschließend wandert sie in die Batterieschalung und fungiert als integraler Bestandteil, um die vertikale Herstellung mehrerer Fertigteile zu ermöglichen.

Die Kombination aus horizontaler Vorbereitung und vertikaler Betonage und Lagerung bietet die Möglichkeit der Integration der Schmetterlingsschalung in bestehende Umlaufanlagen. Dies ermöglicht neue Effizienz- und Automationsmöglichkeiten in der Betonfertigteilproduktion.

Fortschritte und Anwendungen der Technologie

Die Schmetterlingsschalung kombiniert seit ihrer Markteinführung die Vorteile der liegenden Vorbereitung mit der stehenden Fertigung. Dadurch wurde die Batterieschalung schneller, wirtschaftlicher und flexibler. Nun kann die patentierte Klappschalung auch in eine Palettenumlaufanlage integriert werden. Die Batterieschalung wird damit zur Umlaufanlage.

Die Umlauftechnik steigert seit vielen Jahren die Effektivität der Betonfertigteilproduktion für beispielsweise Massivwände, Sandwichelemente, Balkonplatten sowie Sonderteile und verringert die Produktionszeiten durch optimierte Maschinentechnik und spezialisierte Arbeitsabläufe. Mit der Integration der patentierten Klappschalung in eine Umlaufanlage wird die Batterieschalung umlaufanlagenkompatibel. Damit ist für die Batterieschalung ein hoher Automationsgrad und ein hocheffizienter Gesamtprozess möglich. Auch für Sandwichwände oder Klinkerfertigteile mit schalungsglatter Innenseite ergeben sich so neue Ansätze zur Kostenoptimierung. Die Integration der Batterieschalung in ein Umlaufkonzept verknüpft die Prozessvorteile der Umlauftechnik mit fünfseitiger Sichtanforderung und den hohen Kapazitäten der Batterieschalung.

2015 führte das Magdeburger Unternehmen BT innovation die Schmetterlingsschalung ein. Die weltweit patentierte Entwicklung löste seinerzeit die beiden zentralen Probleme, unter denen selbst Hochleistungsbatterieschalungen modernster Bauart litten. Zum einen ist dies die Abhängigkeit der Belegungshäufigkeit der Batterie von der Aushebefestigkeit der Fertigteile und zum anderen der vergleichsweise hohe, händisch-manipulative Aufwand für Schalungsbau und Bewehrungsarbeiten an den senkrechten Schalungsflächen in einer Taschenbatterie.

Die erste Herausforderung wurde durch die Schmetterlingstechnologie gelöst, da die Fertigteile zusammen mit der Schmetterlingsschalung bereits wenige Stunden nach der Betonage ausgehoben und zum Härten außerhalb der Batterie gelagert werden können. Wenn die Fertigteile beim Heben ihr Gewicht nicht selbst tragen müssen, verkürzen sich die notwendigen Wartezeiten. Bereits bei einer Betonfestigkeit von 5-8 N/mm² können die Fertigteile gemeinsam mit dem Schmetterling aus der Batterie entnommen werden. Dies ermöglicht theoretisch bis zu vier Betonagedurchgänge innerhalb von 24 Stunden, was je nach Größe der Batterie durchaus mehrere tausend Quadratmeter zusätzliche Fläche pro Schicht bedeuten kann.

Der zweite Nachteil herkömmlicher Batterieschalungen besteht laut Herstellerangabe im hohen Aufwand für den Schalungsbau und die Bewehrungsarbeiten an den senkrecht stehenden Schalungsflächen innerhalb der räumlich begrenzten Batterie. Dieser konstruktive Nachteil wurde durch die Entwicklung des „Schmetterlings“ behoben. Dieser ist separat aus der Batterie entnehmbar und kann außerhalb der Batterie horizontal positioniert werden. Alle Arbeitsschritte vor der Betonage können damit so effektiv wie an Kipptischen oder in Umlaufanlagen in der Horizontalen durchgeführt werden, einschließlich Laserprojektion zur exakten Positionierung von Schalungen, Aussparungen, Bewehrung, Einbauteilen, Leerrohren und Magneten. Gerade die Laserdarstellung der Produktionsdaten der Betonfertigteile auf Knopfdruck vermeidet Fehler, reduziert Rüstzeiten und macht die Produktion effektiver.

Neu war bei der Markteinführung insbesondere das Prinzip des „Schmetterlings“. Die Konstruktion verfügt über ein Scharnier, über das beide Schalseiten gelenkig miteinander verbunden sind. Nach dem Abschluss aller Vorarbeiten in horizontaler Lage wird der Schmetterling mit einem Kran und einer automatischen Greiftraverse in die Batterieschalung eingehoben, wobei die Traverse die Anschlagszeiten auf ein Minimum reduziert und so einen schnellen Transport zur Batterie ermöglicht. Diese Anschlag- und Transportarbeiten können von nur einem Werker ausgeführt werden. Die Klappfunktion des Schmetterlings über die Drehverbindung der beiden Schalungshälften ist das eigentliche Novum, das die Vorteile der vertikalen Lagerung und Betonage in der Batterieschalung und der horizontalen Vorbereitungsarbeiten auf den Schalflächen ermöglicht.

Schmetterlingstechnologie in Betonfertigteilwerken weltweit im Einsatz

Mehrere Marktführer haben die Schmetterlingstechnologie mittlerweile im Einsatz: Drei Anlagen stehen in Deutschland, eine in Österreich und eine Schmetterlingsbatterie wurde nach Südamerika verkauft. Die Patentrechte liegen seit Ende 2017 bei der Umdasch-Gruppe in Österreich, die sich auf den Bau und Betrieb von mobilen Feldfabriken fokussiert. Das Unternehmen BT innovation hält die Lizenzen für die stationären Fertigteilwerke.

Maßstäbe für hochwertige, maßgeschneiderte Bauteile setzen

In Fertigteilwerken können mit dieser Technologie nun auch Bauteile größer 8,0 × 4,0 m produziert werden. Die aus der Batterie entnehmbaren Schalbereiche können künftig zudem außerhalb der Batterie, ähnlich den Paletten einer Umlaufanlage, zwischen den einzelnen Arbeitsstationen verfahren werden.

Gegenwärtig hat das Unternehmen die Ausführungsplanung der ersten Ausbaustufe für eine elementoptimierte Schmetterlings-Umlaufanlage zur Herstellung individueller Massivwand- und Sandwichelemente mit fünfseitigen Sichtanforderungen abgeschlossen. Produziert werden Betonfertigteile mit einem hohen Anteil an Einbauteilen und Installationen, hochwertige Sandwichwände und Fassaden mit architektonischen Anforderungen. In einer zweiten Ausbaustufe können die Bearbeitungszentren aus der reinen Transportfolge ausgelagert und nach gänzlich unterschiedlichen Bearbeitungszeiten wieder in die Fertigungsreihenfolge eingeschleust werden.

Die Batterie- und Schmetterlingsschalung wird heute in Europa und Afrika in verschiedenen Automatisierungs- und Komplexitätsstufen eingesetzt. Endprodukt sind hochwertige Elemente mit fünfseitig schalglatten Oberflächen, die entweder direkt vor Ort in Gebäuden verbaut werden oder im Werk als Bauteile für vorgefertigte Raummodule dienen.

Seit über 30 Jahren Wegbereiter zukunftsweisender Lösungen

Der Name BT innovation steht für zukunftsweisende Produktentwicklungen in der Bau- und Betonfertigteilindustrie. Das umfassende Portfolio mit den Bereichen Abdichtung, Schalungsmagnete und -systeme, Verbindungstechnik sowie Consulting wird ergänzt durch die hochwertigen Maschinen und Produktionsanlagen des Partnerunternehmens MAX-truder GmbH. Somit ist die B.T. innovation GmbH mit ihren patentierten Lösungen seit über 30 Jahren in der Lage, einen essenziellen Beitrag für die erfolgreiche Umsetzung von Bauprojekten in aller Welt zu leisten.