Dimensionierung

Mitten im Herzen der Verpackungsindustrie spielt die Dimensionierung eine elementare Rolle. Ihr Wesen bildet einen Eckpfeiler der Anfertigung von Wellpappe-Verpackungen und definiert, wie Schutz, Stabilität, Materialeinsatz und logistische Effizienz zusammenwirken. Für die Wellstar-Packaging GmbH ist die sauber ausgearbeitete Dimensionierung Grundlage für konsistente Qualität entlang der gesamten Prozesskette vom Zuschnitt bis zur Palettierung. Sie beeinflusst zudem die Prozessfähigkeit in der Fertigung, die Ausbringung auf Verpackungsanlagen sowie die Belastbarkeit über den gesamten Lebenszyklus der Verpackung. Eine präzise Maßfestlegung wirkt sich unmittelbar auf Kosten, Wiederholgenauigkeit, Reklamationsquote und die ökologische Bilanz aus.

Definition: Was versteht man unter Dimensionierung?

Unter Dimensionierung versteht man den strukturierten Prozess, bei dem die Maße einer Wellpappe-Verpackung festgelegt werden. Im Kern umfasst dies die Bestimmung von Innenmaß (Nutzmaß), Außenmaß sowie gegebenenfalls Zuschnitt- und Rillmaßen. Unter Berücksichtigung von Nutzungszweck, Packgut, Polsterung und Transportweg werden die optimalen Größen so definiert, dass das Produkt zuverlässig geschützt ist und die Volumennutzung im Lager und im Versand möglichst effizient bleibt. Ein weiterer Aspekt ist die Abwägung von Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit durch minimierten Materialeinsatz bei ausreichender Stabilität. Ebenso fließen konstruktive Details wie die Lage der Klebelasche, die Wellenrichtung, Rillzuschläge und der Einfluss der Materialdicke auf die Maßketten in die Dimensionierung ein.

Wesentlich ist die Trennung der Zielgrößen: Das Innenmaß ergibt sich aus Produktmaß plus notwendigem Spiel beziehungsweise Polsterzugaben; das Außenmaß bestimmt den Platzbedarf in Kartonlagern, Fördertechnik und auf Ladehilfsmitteln. Toleranzen werden material- und prozessbedingt definiert, um Serienstreuung sicher abzubilden. Vertiefende Informationen liefert der Beitrag weiterführende Hinweise zur Bestimmung exakter Abmessungen in der Praxis. In der Praxis werden Maße häufig im konditionierten Zustand (z. B. 23 °C/50 % r. F.) betrachtet, um vergleichbare Ergebnisse und reproduzierbare Qualität zu erreichen.

Typische Zielgrößen und Toleranzen

• Innenmaß (L × B × H): Produktmaß plus Spiel/Polster; maßgeblich für Passgenauigkeit und Produktschutz. Je nach Empfindlichkeit des Packguts werden definierte Einlagen, Kantenschutzelemente oder Polster integriert, die in der Maßfindung mitzudenken sind.
• Außenmaß: Innenmaß zuzüglich Wandstärken und Materialaufbauten; relevant für Lager- und Transportplanung. Das Außenmaß ist entscheidend für Palettenraster, Fördertechnik, Regalfächer und die Auslastung von Ladeeinheiten.
• Zuschnitt- und Rillmaße: ergeben sich aus Konstruktionsart (z. B. FEFCO), Materialdicke und Rillzuschlägen. Rillversatz, Stanzzugaben und die Position der Klebelasche beeinflussen die Zuschnittgeometrie und damit die Materialausnutzung.
• Toleranzen: abhängig von Wellenart, Flächengewicht, Fertigungsprozess und klimatischen Bedingungen. Übliche Toleranzbänder werden in Abstimmung mit Produktion und Qualitätssicherung festgelegt, um Maßhaltigkeit und Serienstabilität sicherzustellen.

Mess- und Angaberichtlinien

• Reihenfolge der Maße: Branchenüblich L × B × H, gemessen am Innenmaß, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
• Bezugszustand: Konditionierte Muster (z. B. 23 °C/50 % r. F.) gewährleisten vergleichbare Messergebnisse und reduzieren Abweichungen durch Klimaeinflüsse.
• Wellenrichtung: Ausrichtung der Wellung beeinflusst die Biege- und Stapelfestigkeit; sie ist bei der Maßkette mit zu berücksichtigen.
• Klebelasche und Nähte: Lage und Breite verändern Zuschnitt- und Rillmaße; die Lasche darf das Innenmaß nicht einschränken.

Faktoren der Dimensionierung

Um die ideale Verpackungsdimension festzulegen, wirken zahlreiche Einflussgrößen zusammen. Dazu zählen physische Eigenschaften des Packguts, logistische Rahmenbedingungen, klimatische Einflüsse sowie material- und prozessbedingte Parameter der Wellpappherstellung. Je nach Anwendungsfall sind zudem Normvorgaben, maschinelle Restriktionen und die gewünschte Wiederverwendbarkeit zu berücksichtigen. Darüber hinaus fließen Packmuster, Stapelhöhen, Transportbelastungen und der vorgesehene Verschluss (Klebeband, Heftung, Selbstklebestreifen) in die Auslegung ein.

Zentrale Einflussgrößen im Überblick

• Packgut: Geometrie, Gewicht, Oberflächenempfindlichkeit, Schwerpunktslage, Anzahl und Anordnung im Gebinde. Unregelmäßige Formen oder empfindliche Oberflächen erfordern zusätzliche Spielräume oder Schutzelemente.
• Schutzbedarf: Polsterzugaben, Kantenschutz, statische und dynamische Lastfälle (z. B. Sturz, Vibration). Die erforderliche Dämpfung wird mit dem verfügbaren Raum und dem Zielgewicht der Einheit abgestimmt.
• Materialwahl: Wellenart (E/B/C/BC), Flächengewicht, ECT/BCT-Anforderungen, Festigkeitsreserven. Mehrwellige Qualitäten erhöhen die Stapelfähigkeit, beeinflussen aber die Wandstärke und damit die Außenmaße.
• Prozessvorgaben: Automatisierungsgrad, Füllprozesse, Kennzeichnung, Aufreißhilfen und Perforation, Klebe- und Verschlussarten. Ein sicherer Prozessfluss setzt maßlich kompatible Zuschnitte und zuverlässige Rillungen voraus.
• Logistik: Palettierung, Schachtelung, Packdichte, Ladeeinheiten, Routen- und Umschlaghäufigkeit. Ziel ist ein gutes Verhältnis aus Volumennutzung, Transportsicherheit und Handlingfreundlichkeit.
• Umwelt und Klima: Feuchte, Temperatur, Lagerdauer; Einfluss auf Tragfähigkeit und Maßhaltigkeit. Feuchtebelastungen können die Stauchfestigkeit reduzieren und Toleranzen temporär verschieben.
• Nachhaltigkeit: Ressourceneinsatz, Rezyklierbarkeit, Reduktion von Leervolumen und Rücksendequote. Eine ausgewogene Dimensionierung spart Material, ohne die Schutzfunktion zu beeinträchtigen.

Normen und Prüfmethoden

• Prüfnormen: Einsatz branchenüblicher Prüfungen wie BCT (Box Compression Test) und ECT (Edge Crush Test) zur Absicherung der Tragfähigkeit.
• Konditionierung: Standardisierte Klimabedingungen zur Vergleichbarkeit von Messergebnissen und zur Festlegung robuster Toleranzen.
• Konstruktionsrichtlinien: Verwendung etablierter Bauarten (z. B. FEFCO-Codes) als Ausgangspunkt für Maßketten und Zuschnittplanung.

Prozess der Dimensionierung

In der Praxis beginnt die Dimensionierung mit der systematischen Erfassung relevanter Produkt- und Prozessdaten. Darauf folgt die Konstruktion der Wellpappverpackung auf Basis geeigneter FEFCO-Bauarten, die Auswahl des Materials und die Festlegung der Maßketten von Innen- über Außen- bis hin zu Zuschnittmaßen. Softwaregestützte Designwerkzeuge und belastbare Berechnungen (z. B. ECT/BCT-Abschätzungen) unterstützen die Auslegung. Iterativ werden Muster erstellt, Prüfungen durchgeführt und die Dimensionen feinjustiert, bis die geforderten Schutz- und Logistikziele sicher erreicht werden. Abschließend werden Prüfpläne, Spezifikationen und Freigabeunterlagen erstellt, um die Serienfertigung abzusichern und Änderungen kontrolliert zu managen.

Empfohlener Ablauf

1. Datenaufnahme: Produktmaße, Toleranzen, Empfindlichkeiten, Zielmaßnahmen, Packmuster, Stückzahl und Losgrößen. Zusätzlich: Transportprofil, Lagerdauer, klimatische Randbedingungen, gewünschte Palettenkonfiguration.
2. Vorentwurf: Auswahl der Konstruktionsart, Polsterkonzept, Definition von Spielmaßen und Sicherheitszuschlägen. Wellenrichtung und Rillkonzept werden festgelegt, um Knicklinien zu optimieren und die Stabilität zu sichern.
3. Berechnung & Simulation: Abschätzung von Tragfähigkeit, Stapelstabilität und Kippmomenten; Prüfung der Maßketten. Wo sinnvoll, werden Worst-Case-Szenarien für Serienstreuung und Klimaeinflüsse berücksichtigt.
4. Prototyping: Musterfertigung, Pass- und Funktionsprüfung, Anpassung von Rillungen und Klappfolgen. Bei Bedarf werden Einlagen oder Fixierhilfen integriert und in der Maßkette abgebildet.
5. Validierung: Funktions- und Belastungstests (z. B. Fall-, Druck-, Vibrationsprüfungen) unter praxisnahen Bedingungen. Ergebnisse fließen in Toleranzdefinitionen und Freigabekriterien ein.
6. Freigabe & Dokumentation: Maßzeichnungen, Toleranzen, Prüfplan, Spezifikation für Serie und Qualitätssicherung. Ergänzend werden Etikettier- und Kennzeichnungsvorgaben hinterlegt.
7. Serieneinführung & Änderungsmanagement: Erstbemusterung, Produktionsanlauf, laufende Prozesskontrollen; strukturierte Pflege von Maß- und Materialänderungen über den Lebenszyklus.

Vor- und Nachteile der Dimensionierung

Die korrekte Dimensionierung, ein unverzichtbarer Prozess in der Verpackungsbranche, bringt wesentliche Vorteile: Sie erhöht die Produktsicherheit, optimiert die Lager- und Transporteffizienz, senkt Material- und Prozesskosten und stabilisiert die Qualität in der Serie. Eine mangelhafte Auslegung kann hingegen zu Beschädigungen, Reklamationen, unnötigem Materialverbrauch, schlechter Ausnutzung von Ladeeinheiten und damit zu erhöhten Gesamtkosten führen. Zudem beeinflusst eine Über- oder Unterdimensionierung den ökologischen Fußabdruck durch Leervolumen oder Mehraufwand in der Logistik. Auch die Prozessfähigkeit in automatisierten Verpackungslinien leidet, wenn Maßkonflikte oder unpassende Rillgeometrien auftreten.

• Vorteile: passgenauer Schutz, stabile Maßhaltigkeit, reduzierte Rücksendequote, bessere Palettierung, niedrigere Gesamtkosten. Darüber hinaus erhöhen klar definierte Maßketten die Reproduzierbarkeit in der Serie.
• Nachteile bei Fehlplanung: Überpolsterung, Unterpolsterung beziehungsweise Unterdimensionierung, Maßkonflikte in Automationen, ineffiziente Lagernutzung. Dies führt zu Materialmehrverbrauch, erhöhter Bruchquote und verzögerten Abläufen.

Häufige Fehler und Praxistipps

• Fehlende Trennung von Innen- und Außenmaß: Immer beide Zielgrößen separat ermitteln und dokumentieren.
• Unterschätzte Klimaeinflüsse: Konditionierung und Toleranzbänder so wählen, dass Feuchte und Temperatur angemessen berücksichtigt sind.
• Falsche Wellenrichtung: Wellenverlauf zur Hauptbelastungsrichtung ausrichten, um Kantenstauchung und Durchbiegung zu minimieren.
• Ungeeignete Rillmaße: Rillbreiten und -tiefen auf Materialdicke und Faltfolge abstimmen, um Aufplatzen und Maßverlust zu vermeiden.
• Übersehene Prozessrestriktionen: Maschinenfenster, Greiferweiten, Zuführwinkel und Verschlussarten frühzeitig prüfen.
• Praxis-Tipp: Mit Musterkarten und Kontrollleisten regelmäßig Innenmaße verifizieren und Messergebnisse dokumentieren.

Beispiel: Maßkette bei einer FEFCO 0201

Für eine gängige Klappschachtel (FEFCO 0201) wird das Innenmaß aus Produktmaß plus Spiel ermittelt. Daraus ergeben sich Außenmaße durch Addition der jeweiligen Wandstärken. Der Zuschnitt berücksichtigt die Breiten der Seitenfelder, die Klebelasche sowie Rillzuschläge. Die Höhe wird um Boden- und Deckelklappen ergänzt; deren Überlappung ist bei der Materialdisposition zu beachten. Dieses Vorgehen stellt sicher, dass Passgenauigkeit, Stapelfähigkeit und Materialausnutzung in Einklang gebracht werden.

Zusammenfassung:

• Die Dimensionierung ist ein entscheidendes Element bei der Entwicklung von Verpackungen aus Wellpappe, um ein Produkt sicher und effizient zu verpacken.
• Es beinhaltet die gezielte Bestimmung der Abmessungen und Struktur der Verpackung, um Materialverschwendung zu vermeiden und die Stabilität der Verpackung zu gewährleisten.
• Durch genaue Dimensionierung kann ein Unternehmen Kosten einsparen und gleichzeitig die Umweltverträglichkeit seiner Verpackungslösungen verbessern.
• Wesentlich ist die saubere Maßkette von Innen- über Außen- bis zu Zuschnitt- und Rillmaßen inklusive praktikabler Toleranzen.
• Relevante Faktoren sind Packgut, Material, Schutzbedarf, Prozess- und Logistikvorgaben sowie klimatische Einflüsse.
• Ein strukturierter Prozess mit Berechnung, Prototyping und Validierung minimiert Risiken und erhöht die Reproduzierbarkeit.
• Richtige Dimensionierung verbessert Palettierbarkeit, Packdichte und Volumennutzung und reduziert das Schadens- und Reklamationsrisiko.