Befüllprozess

In der Welt der Verpackungen spielt Wellpappe eine zentrale Rolle. Sie findet Einsatz in zahlreichen Anwendungen – von leichten Umverpackungen bis hin zu robusten Transportkonstruktionen. Im Kern dieser Abläufe steht der Befüllvorgang. Er bestimmt, wie sicher, schnell und reproduzierbar Produkte in passende Packmittel eingebracht und für Transport, Lagerung und Weiterverarbeitung vorbereitet werden. Der Befüllprozess ist damit ein maßgeblicher Faktor für Durchlaufzeiten, Materialeffizienz und Produktschutz. Darüber hinaus beeinflusst er die Prozessfähigkeit über vorgelagerte und nachgelagerte Stufen hinweg – von der Warenbereitstellung über die Kommissionierung bis zur Palettierung – und wirkt sich direkt auf Qualität, Kosten und Termintreue aus.

Der Befüllprozess umfasst dabei nicht nur das eigentliche Einlegen der Ware, sondern auch vorbereitende und nachgelagerte Schritte: das Vorformen der Packmittel, die Zuführung von Produkten, das Einbringen von Einlagen oder Polsterelementen, das Verschließen sowie prüfende und dokumentierende Tätigkeiten. Je nach Produkt, Abmessungen, Empfindlichkeit und geforderter Taktzeit kommen unterschiedliche Vorgehensweisen zum Einsatz. Wesentlich sind zudem saubere Schnittstellen zu Fördertechnik, IT-Systemen zur Rückverfolgung (z. B. Chargen- und Seriennummernverwaltung) sowie ergonomische Arbeitsplätze, die konstante Qualität und reproduzierbare Ergebnisse unterstützen.

Definition: Was versteht man unter Befüllprozess?

Die Vorgänge, die stattfinden, um ein Produkt in eine Verpackung zu legen, werden als Befüllvorgang bzw. Befüllprozess bezeichnet. Er ist ein essenzieller Schritt im gesamten Verpackungsprozess: Das Produkt wird in das Packmittel positioniert, fixiert und die Einheit anschließend verschlossen. Der Prozess kann manuell, teilautomatisiert oder vollautomatisiert erfolgen. Er umfasst – abhängig von Produktart und Packmittel – das Vorbereiten der Verpackung, das Einbringen des Produkts, das Anbringen von Füll- und Polstermaterial, das Verschließen sowie die Kennzeichnung. Ergänzend zählen auch die Kontrolle von Maßhaltigkeit und Toleranzen, die Sicherung empfindlicher Oberflächen sowie die Dokumentation von Prüfmerkmalen zum Befüllprozess.

Abgrenzung: Beim direkten Befüllen wird das Produkt ohne Zwischenbehältnis in das Endpackmittel eingebracht. Bei der indirekten Befüllung erfolgt zunächst die Positionierung in eine Träger- oder Zwischenlösung (z. B. Tray, Einlage), bevor die Einheit in die finale Verpackung überführt wird. Beide Varianten dienen demselben Ziel: ein stabiles, transportsicheres und materialschonendes Verpackungsergebnis. Während die direkte Befüllung insbesondere bei einfachen Geometrien und geringen Empfindlichkeiten überzeugt, bietet die indirekte Befüllung Vorteile bei komplexen Konturen, hoher Taktzeit oder bei Anforderungen an präzise Lageorientierung.

Ablauf des Befüllprozesses

Der grundlegende Ablauf orientiert sich an den physischen Produkteigenschaften, den Abmessungen, der geforderten Taktzeit und den Qualitätszielen. Typisch ist die Kombination aus automatischer Zufuhr und formschlüssiger Übergabe in die Verpackung, ergänzt um Sicht- oder Sensorsysteme zur Kontrolle. Entscheidend sind dabei eine geeignete Greif- und Übergabestrategie, die Berücksichtigung von Reibwerten und Oberflächenempfindlichkeiten sowie die Abstimmung von Innenmaßen, Rillungen und Toleranzen der Wellpappverpackung mit dem Packgut.

1. Bereitstellung: Produkte werden über Fördertechnik, Wagen oder Handzuführung an den Befüllplatz gebracht. Dabei sind Chargen, Losgrößen, FIFO-Prinzip und die eindeutige Identifizierung (z. B. per Scan) zu berücksichtigen, um Verwechslungen und Fehlmengen zu vermeiden.
2. Vorbereitung des Packmittels: Aufrichten, Vorformen, eventuelles Einsetzen von Einlagen, Gefachen oder Fixierkomponenten; Öffnungshilfen und Perforation werden berücksichtigt. Zusätzlich werden Rillmaße kontrolliert, FEFCO-Bauarten korrekt aufgerichtet und benötigte Zubehörteile (z. B. Klemmlaschen, Abstandshalter) bereitgelegt.
3. Zuführung und Ausrichtung: Lage- und Richtkontrolle des Produkts (z. B. mittels Anschlägen, Kameras oder Sensoren) zur positionsgenauen Übergabe. Orientierungslagen, Drehlagen und Toleranzfenster werden definiert, um ein reproduzierbares Einsetzen sicherzustellen.
4. Einbringen: Manuell, per Direkteinsatz oder via indirekter Befüllung über Trays/Greifer; bei Bedarf mit Schiebern, Rutschen, Trichtern oder Robotik. Abrieb- und Kratzschutz sind zu beachten, ebenso Kontaktkräfte und Fallhöhen, um Beschädigungen zu vermeiden.
5. Sichern: Einlegen von Polster- und Fixierelementen, Formschluss oder Kraftschluss zur Vermeidung von Bewegung und Beschädigung. Antirutsch-Elemente, Stecksysteme und formangepasste Einlagen erhöhen die Transportsicherheit und minimieren Hohlräume.
6. Verschließen: Kleben (z. B. Selbstklebestreifen), Heften, Umreifung oder Deckelverschlüsse – abgestimmt auf Produkt, Gewicht und Transportweg. Die Auswahl richtet sich nach Beanspruchung, klimatischen Bedingungen und geforderter Öffnungslogik.
7. Prüfen und Kennzeichnen: Gewicht, Zählmengen, Barcodes/Labels; Dokumentation für Rückverfolgung und Prozesssicherheit. Stichproben, Inprozesskontrollen und Plausibilitätsprüfungen (z. B. Kamera, Waage) erhöhen die Prozessstabilität.
8. Übergabe: Weitertransport zur Palettierung, Kommissionierung oder Lagerung; Berücksichtigung von Trägerformaten wie Europalette. Stapelmuster, Verdichtung und Kippstabilität werden überprüft, um effiziente und sichere Logistikabläufe zu ermöglichen.
9. Line-Clearance und Ordnung: Nach Chargenwechseln werden Arbeitsbereiche gereinigt, Materialien zurückgeführt und die eindeutige Trennung von Alt- und Neuauftrag sichergestellt, um Verwechslungen zu vermeiden.
10. Datenerfassung und Auswertung: Relevante Prozessdaten (z. B. Taktzeit, Ausschuss, Nacharbeit) werden erfasst und ausgewertet, um kontinuierliche Verbesserungen zu ermöglichen.

Bei der direkten Befüllung wird das Produkt unmittelbar in das Endpackmittel eingesetzt. Die indirekte Befüllung nutzt eine Zwischenstation, um Positioniergenauigkeit, Taktzeit oder Ergonomie zu verbessern. Anschließend wird die Einheit in die endgültige Verpackung überführt und verschlossen. In beiden Fällen erhöhen klar definierte Arbeitsanweisungen, Hilfsmittel und Prüfpunkte die Reproduzierbarkeit und erleichtern Formatwechsel.

Techniken bei der Befüllung von Wellpappeverpackungen

Schwerpunkt bei der Befüllung von Wellpappeverpackungen sind Effizienz und Produktsicherheit. Die Auswahl der Technik richtet sich nach Konsistenz, Empfindlichkeit, Oberfläche, Gewicht und Geometrie des Packguts sowie nach Prozesszielen wie Taktzeit, Wiederholgenauigkeit und Materialeinsatz. Eine sorgfältige Abstimmung von Wellpappenqualität, Zuschnitt, Rillbild und Einlagen mit der Zuführ- und Greifteknik verhindert Beschädigungen und reduziert Nacharbeit.

Typische Befüllungstechniken nach Produktart

• Fluide und pastöse Produkte: Schlauch-, Dosiereinheiten oder Trichterbefüllung mit Tropf- und Spritzschutz; optional Entlüftung zur Vermeidung von Lufteinschlüssen. Dichtheits- und Gewichtsprüfungen sind ergänzend sinnvoll.
• Schüttgüter und lose Teile: Schüttbefüllung über Rutschen, Vibrationszuführungen oder volumetrische/gravimetrische Dosierer; Trenn- und Siebelemente zur Gleichverteilung. Staub- und Abriebschutz sowie der kontrollierte Füllgrad sind zu beachten.
• Feste Produkte: Zuführung über Fördertechnik, Greifer oder Pick-and-Place-Systeme; lagegerechtes Einsetzen zur optimalen Raumausnutzung. Geeignete Greifer (Vakuum, mechanisch, hybrid) reduzieren Oberflächenbelastungen.
• Sensible und empfindliche Güter: Handbefüllung oder spezialisierte Greifsysteme mit weichen Kontaktflächen; ESD- oder Partikelschutz bei Bedarf. Bei optisch sichtbaren Oberflächen empfiehlt sich zusätzlicher Kratzschutz.
• Mehrteilige Sets und Baugruppen: Sequenziertes Einlegen mit definierten Reihenfolgen, farb- oder formcodierten Einlagen sowie Poka-Yoke-Elementen zur Vermeidung von Fehlbestückungen.
• Temperatursensible Waren: Zeitnahe Befüllung mit Isolier- oder Abstandselementen; Berücksichtigung von Kondensation und Klimaschwankungen während Lagerung und Versand.

Schutz- und Fixiermaßnahmen

• Polsterung und Hohlraumfüllung: Papierpolster, Luftpolster, Schaumprofile oder formangepasste Einlagen zur Dämpfung von Stößen und Vibrationen. Ziel ist ein definierter Füllgrad bei minimalem Materialeinsatz.
• Fixierung: Formschlüssige Einlagen, Laschen, Stecksysteme oder Klemmprofile, um Bewegung zu verhindern und Bauteilkanten zu schützen. Antirutschmatten oder haftmindernde Zwischenlagen können ergänzend eingesetzt werden.
• Öffnung und Entnahme: Geeignete Öffnungshilfen, definierte Rillungen und Perforationen für sichere und saubere Entnahmeprozesse. So werden Beschädigungen beim Auspacken vermieden und Wiederverwendbarkeit unterstützt.
• Oberflächen- und Korrosionsschutz: Zwischenlagen, VCI-Lösungen oder Schutzfolien, wo erforderlich, um empfindliche Oberflächen zu sichern und Korrosion zu reduzieren.

Für die Auswahl geeigneter Materialien und Geräte unterstützt eine praxisnahe Übersicht zu Systemen zum Füllen und Polstern die Einordnung von Anforderungen, Durchsatz und Materialeffizienz. Zusätzlich erleichtern Musteraufbauten und Versuchsreihen die Validierung der gewählten Kombination aus Packmittel, Fixierung und Zuführtechnik.

Ergonomie und Arbeitssicherheit

Ein ergonomischer Befüllplatz reduziert Fehlzeiten und erhöht die Prozessqualität. Wichtige Aspekte sind Greifhöhen, Reichweiten, Beleuchtung, rutschfeste Arbeitsflächen und der Einsatz von Hebehilfen. Standardisierte Bewegungsabläufe, klare Greifräume und logisch angeordnete Materialien verkürzen Wege und minimieren Fehlhandlungen. Arbeitsschutzmaßnahmen – etwa Handschutz bei scharfkantigen Zuschnitten oder Lastbegrenzungen – ergänzen die ergonomische Gestaltung.

Qualitätssicherung und Messgrößen

Zur Steuerung des Befüllprozesses dienen messbare Kennzahlen und systematische Prüfungen. Typische Kenngrößen sind Taktzeit, Durchsatz, Ausschussquote, Nacharbeitsrate, OEE-ähnliche Indikatoren, Rüstzeit und First-Pass-Yield. Prüfpläne mit Stichproben, Gewichtskontrollen, Kameraprüfung, Barcode-Verifikation und Dokumentation der Ergebnisse erhöhen die Prozesssicherheit. Abweichungen werden durch Ursachenanalysen adressiert; kontinuierliche Verbesserungen folgen strukturiert (z. B. über standardisierte Korrekturmaßnahmen).

Nachhaltigkeit und Materialeffizienz

Ein effizienter Befüllprozess reduziert Materialverbrauch und Abfall. Zielgrößen sind minimierte Hohlräume, monomaterialgerechte Polsterlösungen, rezyklierbare Einlagen und eine hohe Flächennutzung auf Trägerformaten. Saubere Schnitt- und Rillbilder senken Beschädigungsrisiken, während durchdachte Fixierkonzepte den Bedarf an zusätzlicher Hohlraumfüllung verringern. Auch die Wiederverwendbarkeit von Einlagen (z. B. Gefache) kann berücksichtigt werden, sofern die Prozessstabilität gewährleistet bleibt.

Vor- und Nachteile von Befüllprozessen

Einer der großen Vorzüge des Befüllprozesses liegt in der Effizienzsteigerung: Durch Automatisierung und Standardisierung lassen sich hohe Stückzahlen mit konstanter Qualität verarbeiten. Der Prozess kann auf spezifische Produktanforderungen abgestimmt werden, sodass Waren während Transport und Lagerung geschützt sind. Weitere Vorteile sind reproduzierbare Ergebnisse, klare Zuständigkeiten, verbesserte Ergonomie durch Hilfsmittel sowie eine gesteigerte Prozesssicherheit durch Prüf- und Dokumentationsschritte. Zusätzlich ermöglichen transparente Kennzahlen eine fortlaufende Optimierung.

Gleichzeitig erfordert die Einrichtung und Steuerung passende Rahmenbedingungen. Falsche Einstellungen können zu Materialmehrverbrauch, Beschädigungen oder Ablauffehlern führen. Zusätzlich sind Investitions- und Betriebskosten für automatisierte Lösungen zu berücksichtigen. Auch Umstellungen auf andere Artikel (Formatwechsel, wechselnde Losgrößen) bedingen Rüstaufwände, die bei der Planung einzukalkulieren sind. Schulung, Wartung und kontinuierliche Prozesskontrolle sind Teil eines stabilen Gesamtsystems. Bei unzureichender Planung steigt die Fehleranfälligkeit – etwa durch inkonsistente Arbeitsanweisungen oder unklare Prüfmerkmale.

• Vorteile: höherer Durchsatz, konstante Qualität, verbesserter Produktschutz, ergonomische Abläufe, skalierbare Automatisierungsgrade, transparente Messgrößen für Verbesserungen.
• Herausforderungen: Rüstzeiten bei Produktwechseln, anfängliche Investitionen, Abstimmung von Produkt, Packmittel und Technik, laufende Instandhaltung, Schulungsbedarf und konsequente Dokumentation.

Zusammenfassung:

• Beim Befüllprozess handelt es sich um den zentralen Vorgang im Produktverpackungsablauf, bei dem die Waren in die Verpackung eingebracht werden.
• Für Unternehmen, die Wellpappverpackungen verwenden, ist die Effizienz und Präzision dieses Prozesses von großer Bedeutung, um die Produktqualität zu gewährleisten und die Produktivität zu steigern.
• Die spezielle Beschaffenheit von Wellpappe – kombinierter Schutz bei geringem Gewicht – stellt Anforderungen an den Befüllprozess, da sorgfältiges Handling und angepasste Techniken erforderlich sind, um Packmittel und Produkt nicht zu beschädigen.
• Die Wahl zwischen direkter und indirekter Befüllung, manuellem oder automatisiertem Vorgehen richtet sich nach Produkt, Taktzeit, Empfindlichkeit und Zielqualität.
• Durchdachte Polster- und Fixierkonzepte, passende Verschlussarten und integrierte Prüfungen tragen zu sicheren, effizienten und reproduzierbaren Ergebnissen bei.
• Ergonomisch gestaltete Arbeitsplätze, klare Arbeitsanweisungen und geeignete Messgrößen erhöhen die Prozesssicherheit und erleichtern Formatwechsel.
• Materialeffiziente Lösungen und eine konsequente Datenerfassung unterstützen nachhaltige, stabile und kostenbewusste Befüllprozesse.