Hohlraumfüllung

Die Hohlraumfüllung nimmt in der Welt der Verpackungen eine zentrale Rolle ein. Besonders im Bereich der Wellpappe, wo sie maßgeblich zur Sicherheit und dem Schutz des Packgutes beiträgt.

Sie stabilisiert das Packgut, reduziert Relativbewegungen im Karton und dämpft Stöße sowie Schwingungen während Lagerung und Transport. Durch das Ausfüllen verbleibender Leerräume werden Lasten verteilt, Kantenstöße abgemildert und empfindliche Oberflächen vor Abrieb geschützt. Darüber hinaus beeinflusst eine geeignete Hohlraumfüllung die Stapelstabilität, minimiert das Kipp- und Rutschverhalten und reduziert das Risiko von Durchstoß- und Kantenbelastungen. Richtig ausgelegt trägt sie zur Reduzierung des Versandvolumens bei, verbessert die Reproduzierbarkeit von Packprozessen und erhöht die Transportsicherheit über unterschiedliche Klimazonen hinweg.

Definition: Was versteht man unter einer Hohlraumfüllung?

Zum Thema Hohlraumfüllung: Es handelt sich hierbei um Material, das in Verpackungen eingesetzt wird, um vorhandene Leerräume auszufüllen und das Packgut sicher in Position zu halten. Es verhindert ein Verrutschen und schützt vor potenziellen Transportschäden.

Im engeren Sinne umfasst Hohlraumfüllung alle Maßnahmen, die eine form- oder kraftschlüssige Lagerung des Inhalts erzielen. Typische Ziele sind die Begrenzung von Mikrobewegungen, die Absorption mechanischer Energie bei Fallereignissen und die Stabilisierung gegen Vibrationen. Je nach Einsatzzweck kann sie zusätzlich als Oberflächenschutz dienen und mit dem Packgut eine passgenaue Auflage bilden.

Begriffe wie Ausstopfmaterial oder Void Fill werden teilweise synonym verwendet. Unterschieden wird häufig zwischen formschlüssiger Abstützung (geometrisch passgenau, mit Auflagepunkten und definierten Lastpfaden) und kraftschlüssiger Fixierung (über Kompression und Reibschluss). Wichtige Materialkennwerte sind Kompressibilität, Rückstellkraft, Setzungsverhalten (Relaxation/Kriechen) sowie das Verhalten unter klimatischen Einflüssen.

Abgrenzung zu Polsterung und Fixierung

Während Polsterungen primär der Energieaufnahme dienen, zielt Hohlraumfüllung vor allem auf das Eliminieren von Leerräumen und die Sicherung der Lage. In der Praxis werden beide Funktionen häufig kombiniert, etwa durch faserige Papierpolster oder schaumartige Einlagen, die sowohl füllen als auch dämpfen.

Fixierung bezeichnet ergänzend Maßnahmen, die das Packgut gezielt klemmen oder in definierter Position halten (zum Beispiel durch formschlüssige Einsätze, Klemmkonturen oder spannungsarm ausgelegte Formteile). Häufig werden Fixierung, Polsterung und Hohlraumfüllung als abgestimmtes System ausgelegt.

Die Arten der Hohlraumfüllung in Wellpapp-Verpackungen

Die Auswahl der Hohlraumfüllung hängt stark von der Art der Ware, den Transportbedingungen und den Kosten ab. Häufig verwendete Hohlraumfüllungen sind Luftpolsterfolie, Styroporteile, Schaumstoff, aber auch ökologisch nachhaltigere Optionen, wie Papier oder Maisstärkechips. Dabei bieten die Hohlräume der Wellpappe selbst bereits einen gewissen Schutz gegenüber Stößen. Darüber hinaus kann die Hohlraumfüllung aus Wellpappe selbst eine effiziente und ressourcenschonende Methode sein, um den Inhalt der Verpackung zu schützen und sicher zu transportieren.

In der Praxis kommen sowohl manuelle Systeme (Papierknüll, Chips) als auch maschinelle On-Demand-Lösungen (Papierpolster- oder Luftkissensysteme) zum Einsatz. Für seriennahe Anwendungen werden häufig Stanzzuschnitte, Gefache und Trenneinsätze aus Wellpappe kombiniert, um eine sortenreine Monomaterial-Verpackung zu realisieren.

Materialübersicht und Eigenschaften

• Papierpolster und Papierknüll: gut volumenbildend, flexibel anpassbar, häufig sortenrein und leicht zu recyceln.
• Luftpolsterkissen/-folie: sehr leicht, gute Stoßdämpfung; abhängig von Temperatur und Perforation hinsichtlich Druckstabilität.
• Schaumstoffe (z. B. PE/PU): reproduzierbar dämpfend, in definierten Dichten und Stauchhärten verfügbar; teils wiederverwendbar.
• Formteile aus EPS (umgangssprachlich Styropor): präzise formbar, gute Energieaufnahme; Entsorgung und Volumen beachten.
• Stärkebasierte Chips: füllen schnell unregelmäßige Hohlräume, grundsätzlich kompostierbar; Feuchteempfindlichkeit berücksichtigen.
• Zuschnitte und Stege aus Wellpappe: monomaterial, gut recyclingfähig, geeignet für Lagenpolster, Trenneinsätze und Fixierelemente.
• Wabenkarton/Papierwaben: hohe Flächenstabilität bei geringem Gewicht; als Lagenpolster oder Formeinsatz geeignet.
• Mikrowellpappe- und Kartoneinlagen: dünne, leicht formbare Einlagen für flächige Abstützung und Oberflächenschutz.
• Biobasierte und rezyklatbasierte Varianten: adressieren Materialkreisläufe; Eigenschaften und Feuchteverhalten prüfen.

Für Anwendungen mit erhöhter Feuchtebelastung sind Materialien mit geringem Wasseraufnahmevermögen oder geeigneter Oberflächenbehandlung zu prüfen. Bei elektrostatisch empfindlichen Gütern kommen ableitfähige Varianten in Betracht.

Relevante Kennwerte für die Auswahl sind Dichte, Stauchhärte, Druckverformungsrest, Rückstellverhalten, Energieabsorptionsvermögen sowie das Setzungsverhalten über die Zeit. Eine geeignete Konditionierung (zum Beispiel Temperatur- und Feuchteklima) vor Prüfungen hilft, verlässliche Ergebnisse zu erhalten.

Weiterführende, praxisbezogene Hintergründe bieten praxisnahe Informationen zu anpassbaren Füll- und Polstersystemen für Hohlräume.

Nachhaltigkeit und Entsorgung

• Monomaterial-Konzepte (z. B. Packmittel und Füllmaterial auf Papierbasis) erleichtern das Recycling.
• Wiederverwendbarkeit von Einlagen kann Materialverbrauch und Abfallaufkommen reduzieren.
• Volumen- und Masseeffekte wirken sich auf Transportauslastung und Entsorgungslogistik aus.
• Materialkreisläufe und der Einsatz von Rezyklaten unterstützen eine ressourcenschonende Auslegung.
• Regelkonformität und eindeutige Materialkennzeichnung vereinfachen die sortenreine Entsorgung.

Auslegung: Passgenauigkeit und Dimensionierung

Die optimale Anpassung der Hohlraumfüllung berücksichtigt Abmessungen, Gewicht, Empfindlichkeit des Packgutes sowie die zu erwartenden Belastungen. Relevante Parameter sind Polsterdicke, Rückstellkraft, Flächenpressung und die Verteilung der Auflagepunkte.

Für eine robuste Auslegung sind außerdem Randabstände, zulässige Kompressionsgrade, Füllgrad des Kartons und die Lastverteilung innerhalb der Verpackung zu bewerten. Klimaeinflüsse (Temperatur/relative Luftfeuchte) und die Stapeldauer wirken sich auf die Performance der Hohlraumfüllung aus und sollten im Prüfplan abgebildet werden.

Daumenregeln und Praxiswerte

• Randabstand: empfindliche Bereiche nach Möglichkeit mit 20–50 mm Abstand zur Außenwand abstützen.
• Kompressionsgrad: papierbasierte Füllungen moderat komprimieren (typisch 10–30 %), Schäume abhängig von Dichte/Qualität (ca. 15–50 %) – Überkompression vermeiden.
• Füllgrad: Hohlräume so auslegen, dass Leerräume gleichmäßig gefüllt sind und keine punktuellen Lastspitzen entstehen.
• Prüfen und anpassen: Fall- und Vibrationsprüfungen durchführen und Polsterdicke sowie Kontaktflächen iterativ optimieren.

Normen, Prüfungen und Kennwerte

Die Wirksamkeit der Hohlraumfüllung wird üblicherweise über standardisierte Prüfungen bewertet, beispielsweise Fall-, Schwingungs- und Stapeltests nach gängigen Prüfplänen (z. B. ISTA- oder DIN/EN-Verfahren). Aus den Ergebnissen lassen sich geeignete Polsterkurven, zulässige Fallhöhen und Sicherheitsabstände ableiten.

Die Anwendung von Hohlraumfüllung

Im Einsatzgebiet der Hohlraumfüllungen sind keine Grenzen gesetzt. Sie finden Verwendung beim Versand von Elektronikartikeln, Lebensmitteln, zerbrechlichen Gegenständen und vielen anderen Produktarten. Dabei wird die Füllung so angepasst, dass sie den optimalen Schutz für das spezifische Packgut bietet, ohne dabei zu viel zusätzliches Gewicht zu verursachen. Die optimale Anpassung der Hohlraumfüllung ist hierbei der Schlüssel für einen sicheren Transport.

• Elektronik: Lagefixierung und Dämpfung, ggf. in Kombination mit ableitfähigen Materialien.
• Glas, Keramik, Porzellan: formschlüssige Abstützung an stabilen Bereichen, Schutz vor Kantenstößen.
• Lebensmittel und Konsumgüter: Vermeidung von Abrieb und Druckstellen, hygienische Materialien beachten.
• Druckerzeugnisse und Medien: gleichmäßige Flächenauflage, Schutz vor Knicken und Verbiegen.
• Maschinen- und Ersatzteile: punktuelle Abstützung schwerer Komponenten, stabile Trennlagen.
• Pharma- und Laborartikel: kontrollierte Lagefixierung, ggf. temperatur- und feuchtesensible Auslegung.
• Möbel und Einrichtungsgegenstände: großflächige Abstützung, Kantenschutz und vibrationsarme Fixierung.

Vorgehensweise in der Praxis

1. Packgut analysieren (Geometrie, sensible Zonen, Gewicht, Oberflächenanforderungen).
2. Hohlräume identifizieren und Positionen für Abstütz- und Dämpfungszonen festlegen.
3. Material auswählen (Papier, Schaum, Luftpolster etc.) und Polsterdicke definieren.
4. Proben packen, Fall- und Vibrationsbelastungen simulieren, gegebenenfalls anpassen.
5. Reproduzierbare Packanweisung erstellen und Qualitätssicherung festlegen.

Ergänzend empfiehlt sich die Klimakonditionierung der Prüfmuster, die Dokumentation von Kompressionsgraden und Kontaktflächen sowie eine regelmäßige Auditierung der Packprozesse, um eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen.

Hinweise zur Prozesssicherheit

• Materialvarianten mit konstanten Eigenschaften bevorzugen, Toleranzen berücksichtigen.
• Auf Staubfreiheit und saubere Schnittkanten achten, um Oberflächen zu schützen.
• Übermäßige Kompression vermeiden, damit die Dämpfungsreserve erhalten bleibt.
• Los-/Chargenkennzeichnung und Eingangsprüfung der Materialien durchführen.
• Packanweisungen schulen und Änderungen versionieren, um Reproduzierbarkeit sicherzustellen.

Lagerung und Handling des Füllmaterials

• Trocken und vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt lagern, um Materialeigenschaften zu erhalten.
• Großgebinde so bereitstellen, dass eine staubarme und ergonomische Entnahme möglich ist.
• Temperatur- und Feuchtebereiche einhalten, insbesondere bei papierbasierten Füllstoffen.
• Verformung empfindlicher Materialien vermeiden (z. B. Luftkissen nicht überlagern oder punktuell belasten).

Vor- und Nachteile der Hohlraumfüllung

Dazu zählt unter anderem der verbesserte Transportschutz, der durch die Füllung von Hohlräumen erreicht wird. Weiterhin bietet sie einen verbesserten Schutz gegen Feuchtigkeit und übermäßige Bewegung. Ein Nachteil könnten die zusätzlichen Kosten sein, die durch das Füllmaterial und möglicherweise erforderlichen extra Raum beim Versand entstehen. Auch die Entsorgung der Hohlraumfüllung kann für den Empfänger zur Herausforderung werden. Daher ist es wichtig, die richtige Auswahl der Hohlraumfüllung zu treffen, die den hohen Anforderungen des Produktschutzes gerecht wird und dabei ressourcenschonend und wirtschaftlich ist.

• Vorteile: bessere Stoß- und Vibrationsdämpfung, stabile Lagefixierung, geringere Reklamationsquote durch reduzierte Transportschäden, Schutz vor Abrieb und Kratzern.
• Nachteile: zusätzlicher Materialeinsatz, potenziell höheres Packvolumen, längere Packzeiten bei manueller Anwendung, Entsorgungsaufwand beim Empfänger.
• Abwägung: Materialmix und Auslegung nach Beanspruchung bestimmen Wirtschaftlichkeit und ökologische Wirkung.
• Zusatzaspekte: mögliche Geräuschentwicklung beim Füllen, elektrostatische Aufladung bei bestimmten Kunststoffen, Schulungsaufwand im Packprozess.

Zusammenfassung:

• Hohlraumfüllung bezeichnet den Prozess des Ausfüllens von Leerstellen innerhalb einer Verpackung, um eine sichere und effektive Produktverpackung zu gewährleisten.
• Insbesondere bei Verpackungen aus Wellpappe kann die Hohlraumfüllung dazu beitragen, Schäden während des Transports zu verhindern, indem sie das Produkt stabilisiert und etwaige Erschütterungen absorbiert.
• Es gibt verschiedene Arten von Hohlraumfüllmaterialien wie Schaumstoff, Luftpolsterfolie oder Papier, die je nach Art der zu verpackenden Ware und den speziellen Anforderungen des Unternehmens verwendet werden können.
• Die geeignete Auswahl richtet sich nach Empfindlichkeit, Gewicht, Transportweg, klimatischen Bedingungen sowie gewünschter Wiederverwendbarkeit und Recyclingfähigkeit.
• Eine sorgfältige Auslegung mit Tests (z. B. Fall- und Vibrationsprüfungen) unterstützt eine verlässliche, ressourcenschonende und wirtschaftliche Hohlraumfüllung.
• Normgerechte Prüfungen, klare Packanweisungen und prozesssichere Abläufe sichern die gleichbleibende Qualität in der Anwendung.