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WIRTSCHAFTLICHE PRODUKTION VON INDIVIDUELLEN FERTIGHÄUSERN
Innovative Produktionstechnik für die Herstellung von Fertighäusern in Ständerbauweise
Gegründet wurde das im oberschwäbischen Bad Wurzach beheimatete Unternehmen LISSMAC Maschinenbau und Diamantwerkzeuge GmbH im Jahre 1979. Stetig gewachsen, fertigt es heute mehrere tausend Baugeräte, Serienmaschinen sowie individuell gefertigte Sondermaschinen. Darüber hinaus baut das Unternehmen seit über 20 Jahren komplette Anlagen zum industriemäßigen Bauen in allen gewünschten Automatisierungsgraden. So diente das ausgereifte Know-how für die anspruchsvolle, automatisierte Herstellung von Wänden aus Ziegelsteinen die beste Voraussetzung, auch komplette Fabriken für Fertighäuser in Holzrahmenbauweise auszustatten. Ein solches Werk wurde kürzlich in Semjonow, nahe der russischen Wolga-Stadt Nishnij Nowgorod, in Betrieb genommen.
Im Prinzip bestehen Fertighäuser in Ständerbauweise aus Holzstützen, die in einem Raster aufgestellt und mit unterschiedlichen Planken verkleidet werden. Die Zwischenräume sind mit Dämmmaterial ausgefüllt. Die leichten Baustoffe ermöglichen es, dass Wand-, Decken- und Dachelemente industriemäßig mit einem hohen Automatisierungsgrad in Hallen vorgefertigt, sicher umgeschlagen und effizient transportiert werden. Ein normales Einfamilienhaus lässt sich in zwei bis drei Tagen so montieren, dass es verschließbar ist und regendicht auf dem Keller oder einer Bodenplatte steht. Die Gewerke können sofort mit dem Innenausbau beginnen.

In Zusammenarbeit mit der Firma MINDA Industrieanlagen GmbH rüstete die LISSMAC Maschinenbau und Diamantwerkzeuge GmbH das in Semjonow errichtete Fertighauswerk ein.

Blick in die Fertigungshalle
In einer beheizten Halle, die über 240 Meter lang und über 80 Meter breit ist, sind alle Gewerke installiert, die zur industriemäßigen Produktion von Fertighäusern gebraucht werden.


Fertigung der Konstruktions- und Brettschnitthölzer

Das Fertighauswerk bezieht Schnittholz aus dem Sägewerk und trocknet es bis zu einer Restfeuchte von ca. 12 ±2 Prozent. In einer nachfolgenden Stapelvereinzelung wird die Feuchte der einzelnen
Lamellen überprüft. Anschließend wird das Holz vorgehobelt, so dass eine Maßhaltigkeit des Querschnitts gewährleistet ist. Eventuelle festigkeitsmindernde Eigenschaften wie Asthäufigkeiten, Risse, Baumkanten, Bläue und so weiter werden durch das Hobeln besser erkannt. Diese Fehlstellen werden visuell gesichtet, gekennzeichnet und automatisch ausgekappt. Dabei entstehen Lamellen von 0,30 bis 3,00 Meter. Diese unterschiedlichen Lamellenlängen werden paketiert und im Anschluss keilgezinkt, beleimt und zu einem Endlosstrang verpresst. Die am Ende der Presse befindliche Kappsäge trennt diese Endloslängen bis zu fertigen Endlängen von 9,00 bis 12,00 Meter. Nach dem Aushärten werden die Konstruktionsvollhölzer vereinzelt und einer Vierseiten-Hobelmaschine zugeführt.

Brettschichtholz wird für Dachpfetten und auf Wunsch auch für sichtbare Deckenbalken eingesetzt. Die Fertigung hierfür ist bis zum Zwischenlager für keilgezinkte Lamellen identisch. Nach dem Vereinzeln aus dem Zwischenlager werden die Lamellen ebenfalls gehobelt, anschließend flächig beleimt und verpresst. Sind die fertigen Leimbinder in der Presse ausgehärtet, werden sie einem Vierseitenhobel zugeführt, gefast und automatisch abgestapelt.

Mit der Zwischenlagerung der Konstruktionsvollhölzer und des Brettschichtholzes endet die anlagentechnische Lieferung der Firma MINDA Industrieanlagen GmbH und es folgen die fertigungstechnischen Ausrüstungen, die die LISSMAC Maschinenbau und Diamantwerkzeuge GmbH lieferte, baute und installierte.


Konfektionierung der Konstruktionshölzer

Auf insgesamt zwei Speed-Cut Maschinen werden die Konstruktionshölzer für die Fertigung der Wand-, Decken- und Dachelemente sowie für die Fertigung von Sonderelementen wie Giebel, Trempelwände oder Gauben bearbeitet. Das heißt, jedes Holzteil, ob später Gurt, Stiel, Deckenbalken oder Sparren wird entsprechend der geometrischen CAD-Daten der Hauskonstruktion automatisch auf die vorgegebene Länge gesägt, gefräst, gebohrt, markiert und beschriftet. Generell stellt die LISSMAC-spezifische CAM-Software die Daten für die im Fertighauswerk automatisch arbeitenden Maschinen bereit. Der Fertigungsleitrechner übergibt den kompletten Datensatz automatisch an die entsprechenden Maschinen, hier an die Speed-Cut Maschinen.


Platten-Zuschnitt

Zur nahtlosen Fertigung der Wand-, Decken- und Dachelemente müssen die jeweils passenden wasserfesten Span-, Holzzement-, Sperrholz-, Gipsfaser- und Gipskartonplatten bereitstehen. Dazu installierte LISSMAC eine elektronisch gesteuerte Plattenzuschnittsäge. Das Sägen erfolgt auf wirtschaftliche Weise im Paket. Die Abmessungen erhält das Sägezentrum wiederum aus den CAD-Daten, die der LISSMAC-Fertigungsleitrechner maschinenspezifisch aufbereitet und an das Sägezentrum weiterleitet. Im Sägezentrum werden alle Platten zur Beplankung der Innen- und Außenwandelemente sowie der Decken- und Dachelemente exakt auf die geplanten Abmessungen geschnitten.


Wandelement-Fertigung

Die Wandelement-Fertigung ist so ausgelegt, dass die Länge Wandelemente im Bereich von 900 bis 12.000 Millimeter und in der Höhe im Bereich von 2.500 bis 3.000 Millimeter variieren können. Die Innenwände sind 105 Millimeter dick, die Außenwände im konkreten Fall 231 Millimeter. Für andere Klimazonen sind selbstverständlich dickere Außenwände realisierbar.

Die Fertigung beginnt mit dem halbautomatischen und damit exakt positionierten Einlegen der fertig bearbeiten Wandkonstruktionshölzer in die Ständerwerklegestation.

Ständerwerklegestationstation
Das exakte Positionieren und das Verbinden der zugeschnittenen Hölzer - im Ständerwerk nennt man sie Stiele und Gurte - erfolgt automatisch. Anschließend werden die vorgefertigten Fenster- und Türmodule mit einem LISSMAC-Hebegerät in die vorgegebenen Positionen eingelegt. Das Anpressen sowie das Verbinden mit den Gurten übernimmt die Ständerwerkstation automatisch. Ein integrierter, zweisträngiger Kettenförderer transportiert das so vorbereitete Ständerwerk zur nächsten Station, auf den ersten, Wandtisch genannten Arbeitstisch, der, wie alle anderen in Fertighauswerk installierten Arbeitstische, mit einem Kettenförderer ausgestattet ist.

Der erste Wandtisch, der genau wie die folgenden Wandtische 12.500 Millimeter lang ist, dient der Beplankung der Innenseiten der Ständerwerke mit Gipskartonplatten. Pneumatische Anschläge fixieren das übergebene Ständerelement automatisch. Anschließend ziehen die Werker eine Folie als Dampfdiffusionssperre vollflächig über das Ständerwerk und tackern sie mit Klammern fest. Mit Hilfe eines Plattenlegers, der über ein Hängebahnsystem eine Vakuumsauger-Traverse in die jeweils gewünschte X-, Y- und Z-Richtung bewegt, legt man die passend geschnittenen Gipskartonplatten auf die Folie, richtet sie aus und fixiert sie. Die Durchbrüche für Fenster und Türen bleiben frei. Weiter geht es zum zweiten Wandtisch. Pneumatisch arbeitende Anschläge auf dem zweiten Wandtisch fixieren das übernommene Ständerwerk. Damit wird die programmierte Position erreicht. Nur so werden beim automatisierten Setzen der Klammern, die die Gipskartonplatten endgültig mit dem Ständerwerk verbinden, die Gurte und Stiele entsprechend des vorgegebenen Befestigungsplans zuverlässig getroffen.


LISSMAC-Funktionsbrücke

Für das automatisierte Klammern entwickelte LISSMAC die abgebildete Mehrfunktionsbrücke.

LISSMAC-Funktionsbrücke mit Klammergerät und Fräsaggregat
Zu den wichtigsten Vorzügen der LISSMAC-Funktionsbrücke zählt die Überkopfinstallation an einem Portal. Dadurch entsteht ein uneingeschränkter Zugang zu den als Wand- oder Legetisch bezeichneten Arbeitstischen. Es werden keine Bodenschienen benötigt, die potenzielle Stolperstellen und Verschmutzungsnester sind. Das Portal stellt die 30 Meter lange X-Achse dar, das die Brücke mit Hilfe eines Servomotors zielgenau bewegt. Ebenfalls durch einen Servomotor angetrieben, bewegen sich entlang der Brücke zwei Z-Achsen. Dort stehen fünf Meter in der Y-Richtung zur Verfügung. Am unteren Ende der Z-Achse 1 befindet sich das Klammergerät. Am Fuß der Z-Achse 2 sind das Fräsaggregat sowie die Absaugung für den entstehenden Staub installiert. Arbeitet beispielsweise das Klammergerät, fährt das Fräsaggregat nach oben, so dass sich die beiden Aggregate nicht behindern. An diese Brücke lassen sich auch anders Bearbeitungsmodule installieren.


Damit sich die Aggregate nicht gegenseitig behindern, fährt das ruhende Aggregat nach oben.
Mit dem installierten Klammergerät setzt die LISSMAC-Funktionsbrücke entsprechend des über den Leitrechner erhaltenen CNC-Programms bis zu acht Klammern pro Sekunde. Das Fräsaggregat kann bohren und fräsen. Nachdem die Gipskartonplatten fest mit dem Ständerwandelement verbunden sind, bohren und fräsen die entsprechenden Werkzeuge des Fräsmoduls die Öffnungen für die Montageverbindungen, Steckdosen, Lichtschalter sowie die Aussparungen fürs Befestigen der Fundamentanker. - Das alles selbstverständlich wiederum automatisch nach den digitalisierten und im Leitrechner aufbereiteten Angaben des Elektro- beziehungsweise Sanitär- und Heizungsprojekts.


Isolierung und Außenbeplankung

Der Kettenförderer schiebt das vorbereitete Wandelement zu einem Schmetterlingswender genannten Kipptischpaar. Auf dem ersten Kipptisch werden zunächst die Elektrodosen eingebaut. Nach Erledigung dieser Arbeiten wendet der Kipptisch das Wandelement und übergibt es dem benachbarten, parallel installierten zweiten Kipptisch. Auf dem zweiten Kipptisch erhält das Wandelement die Leerrohre, durch die man später die Elektroleitungen zieht. Gleichzeitig beginnt man, das Wärmeisoliermaterial einzubringen. Erneut wird der installierte Kettenförderer tätig und übergibt das Wandelement einem weiteren Arbeitstisch. Die dort tätigen Werker legen das restliche Wärmeisoliermaterial ein.

Weiter geht es zum nächsten Wandtisch. Pneumatische Anschläge fixieren das Wandelement. Mit einem weiteren, konstruktionsgleichen Plattenleger legt der Werker die Platten für die Außenhaut auf. Bei der Fertigung von Innenwänden sind es nochmals Gipskartonplatten. Nach dem Ausrichten und einem heftenden Fixieren fördert der integrierte Kettenförderer das Wandelement zum nächsten Arbeitstisch, über dem die zweite LISSMAC-Funktionsbrücke arbeitet. Sie klammert die Beplankungsplatten auf das Holzständerwerk und fräst, falls vorgesehen, entsprechend projektierte Wandöffnungen in die Platten. Über Kettenförderer gelangt das Wandelement auf den letzten Arbeitstisch der Wandelement-Fertigung. Dort werden mit Hilfe eines Fensterhebers die Fenster eingesetzt.

Eine Querschiebebühne mit Kippvorrichtung übernimmt die fertigen Innenwandelemente, richtet sie auf und transportiert sie vertikal in das Wandlager. Der Wandlagerbereich ist so großzügig ausgelegt, dass sich dort bestimmte Restarbeiten erledigen lassen. Beispielsweise setzt man dort die Türen ein. Außenwände fördert die Querschiebebühne horizontal zu einem der beiden Arbeitstische, auf denen die Vorbereitung zum Aufbringen einer zusätzlichen Wärmedämmung sowie des Unterputzes erfolgt. Den Außenputz erhält das Haus auf der Baustelle.

Nachdem die zusätzlichen Wärmedämmplatten auf die Außenhauplatten aufgeklebt sind, gelangen sie vertikal in jeweils eine von insgesamt drei Spritzkabinen. Dort wird der Unterputz aufgetragen, ein Gitternetz eingedrückt sowie die Außenseite ganzflächig abgespachtelt. Nach einigen Handgriffen zur Endfertigung gelangen nun auch die Außenwände in das Warenlager.


Fertigung von Sonder- Decken- und Dachelementen

Neben den Spritzkabinen befindet sich an der Längsseite der Werkhalle die manuelle Fertigung Sonderelementen. Dazu gehören unter anderem Giebel- und Trempelwände in Holzständerbauweise. Die Fertigung der Sonderelemente erfolgt auf kippbaren Arbeitstischen.

An dieser Hallenseite befinden sich außerdem die Fertigungsbereiche, in denen die Decken- und die Dachelemente entstehen.

Montage der Dachelemente ((auf der Baustelle))
Beiden Fertigungsbereichen liegt das Muster der Fertigungstechnologie der Wandelemente zu Grunde. Auf Arbeitstischen werden die Deckenbalken beziehungsweise die Sparren aufgelegt, beplankt und jeweils mit Hilfe einer LISSMAC-Funktionsbrücke automatisch geklammert, Dort, wo vorgesehen, werden erforderliche Öffnungen für die Montage beziehungsweise für Elektro- und Sanitärleitungen gefräst.


Komplettes Know-how zum industriellen Hausbau

Seit Juli 2008 werden Semjonow Fertigteilhäuser in Holzrahmenbauweise industriell produziert. Das Werk ist so ausgelegt, dass sich dort jeden Tag in zwei Schichten vier typisierte Fertighäuser herstellen lassen. Bei 250 Arbeitstagen sind das 1000 Häuser pro Jahr.

Bereits nach kurzer Anfahrphase wurde deutlich, dass der Markt nicht nur Standardhäuser wünscht, sondern auch individuell geplante Fertighäuser. Die Fertigungstechnologie, insbesondere die anlagentechnische Ausrüstung nach der Konfektionierung der Konstruktionsvollhölzer ist darauf vorbereitet, auch individuell geplante Häuser mit einem hohen Automatisierungsgrad herzustellen. Insbesondere die LISSMAC Maschinenbau und Diamantwerkzeuge GmbH hat mit ihrer CAM-Lösung, die Voraussetzung geschaffen, CAD-Daten von unterschiedlichen Anbietern so aufzubereiten, dass die Maschinen von einem Leitrechner die jeweils passenden Programme erhalten. Mit der LISSMAC-CAM-Lösung erhält die Arbeitsvorbereitung den Schlüssel für eine koordinierte und rationelle Fertigung der einzelnen Fertighauselemente. Auf diesem Fundament gründen sich eine denkbar hohe Flexibilität und ein Automatisierungsgrad, der sich ganz nach den Wünschen der Betreiber solcher Fertigungsbetriebe richtet.

Neben den technischen und organisatorischen Voraussetzungen zum Bau von Qualitätsfertighäusern bietet LISSMAC umfangreiche Unterstützung zur Einarbeitung des Fachpersonals. Das beginnt bei der Schulung des Bedienungspersonals bis zur verfahrenstechnischen Schulung von Konstrukteuren solcher Fertighäuser. Damit realisiert LISSMAC nicht nur produktionsreife Fabrikanlagen, sondern gibt dem Betreiber sämtliches Know-how in die Hand, Fertighäuser nach Wunsch der Käufer herzustellen und qualitätsgerecht zu montieren. Auf Wunsch bietet LISSMAC auch seine Kompetenz als Generalunternehmer bei der Realisierung solcher Investitionen an.


download		 Prospekt Fertighauswerk, ca. 1 MB


download		 Prospekt Fertighauswerk - russisch, ca. 2 MB




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