Palettierungsschema

Wellstar-Packaging GmbH bietet tiefe Einblicke in das Thema Palettierungsverfahren. Die Welt der Wellpappe-Verpackungen ist vielfältig und einer der grundlegenden Aspekte, die dabei eine Rolle spielen, ist das Palettierungsschema. Palettierung beschreibt die systematische Bildung einer Ladeeinheit aus Kartonagen, Gebinden und weiteren Packstücken. Ein ausgereiftes Schema legt fest, wie Lagenbilder aufgebaut, Verbände gewählt und Toleranzen berücksichtigt werden, damit Transport, Handling und Lagerung zuverlässig funktionieren. Dabei werden neben geometrischen Parametern auch prozessuale Vorgaben, ergonomische Aspekte sowie Anforderungen an die Ladungssicherung berücksichtigt, um reproduzierbare Ladeeinheiten mit hoher Transportsicherheit zu erzielen.

Definition: Was versteht man unter dem Palettierungsschema?

Im Allgemeinen bezeichnet ein Palettierungsschema die strategische Anordnung und Stapelung der Packstücke auf einer Palette. Bei Wellpappenverpackungen bedeutet es speziell, wie die Kartons und Gebinde effizient auf einer Palette platziert werden. Ein Schema umfasst dabei unter anderem:

• Lagenbild: Anzahl und Ausrichtung der Packstücke pro Lage (Rotation, Versatz, Verband).
• Verband: Säulenstapelung, Kreuzverband oder Mischverband zur Beeinflussung von Stabilität und Kippverhalten.
• Überstand/Unterstand: Geplante Kantenflucht der Packstücke zur Lastverteilung und Vermeidung von Beschädigungen.
• Ladehöhe und Lagenanzahl: Gesamthöhe inklusive Zwischenlagen, Deckblatt und Sicherungselementen.
• Gewichts- und Lastverteilung: Gleichmäßige Verteilung der Masse zur Minimierung von Punktlasten und Durchbiegung.
• Randabstände: Berücksichtigung der Palettenkontur inklusive Produktions- und Toleranzschwankungen der Packstücke und des Ladungsträgers.
• Etikettensichtbarkeit: Ausrichtung von Barcodes, Chargen- und Versandkennzeichnung zur eindeutigen Lesbarkeit an Stirn- und Längsseiten.
• Kompressibilität: Verhalten der Wellpappenverpackung unter Druck (BCT/ECT), Einfluss von Feuchte und Zeit auf die Stauchwerte.

Typische Grundmaße orientieren sich am Palettenformat (beispielsweise 1200 × 800 mm) und den daraus abgeleiteten Rastermaßen. Neben geometrischen Kriterien spielen auch materialtechnische Eigenschaften wie Kantenstauchwiderstand (BCT), Durchstoßfestigkeit und Reibwerte eine Rolle. In der Praxis werden zusätzlich Palettentoleranzen, zulässige Überstände im Millimeterbereich, die Tragfähigkeit des Ladungsträgers (z. B. nach ISO 8611) sowie Schnittstellen zur Fördertechnik einbezogen. Für eine hohe Prozessfähigkeit empfiehlt sich ein rasterorientiertes Design der Verpackungsabmessungen, um Lücken und Kanäle möglichst zu vermeiden.

Anwendungsbereiche der Palettierung von Wellpappe

In vielen Branchen, von Lebensmitteln bis hin zur Elektronikindustrie, kommt das Palettieren von Wellpappe zum Einsatz. Dabei ist es wichtig, das Palettierungsschema entsprechend des Produkttyps und der Art der Wellpappenverpackung zu wählen. Weitere typische Einsatzfelder sind:

• Pharma und Kosmetik: hohe Anforderungen an Sauberkeit, Eindeutigkeit und Stapelstabilität bei variierenden Batchgrößen.
• E-Commerce und Fulfillment: heterogene Sendungen, häufige Formatwechsel und schnelle Umlaufzeiten erfordern flexible Muster.
• Automotive: schwerere Bauteile, definierte Lastpfade und Schutz sensibler Kanten.
• Getränke und Lebensmittel: feuchte Umgebungen, Kombination aus Kartontrays, Umverpackungen und Zwischenlagen.
• Consumer Goods und DIY: hohe Varianz der Formate, Anforderungen an Aktions- und Displaypaletten (z. B. Viertel- und Halbpaletten) sowie an griffgerechte Öffnungen.
• Chemie und Haushaltswaren: flüssige oder pastöse Füllgüter in Kartonagen mit erhöhter Anforderung an Durchstich- und Kantenfestigkeit der Wellpappe.

Abhängig von Transportmitteln (Lkw, Bahn, Seecontainer) und Lagerstrategie (Blocklager, Hochregal, Durchlauf) variiert die bevorzugte Anordnung. Ebenso beeinflussen klimatische Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchte) die Auslegung des Schemas. Für Kühlketten, Tiefkühlanwendungen oder den Export in feuchte Klimazonen werden häufig reibwerterhöhende Zwischenlagen, feuchtebeständige Wellpappenqualitäten und angepasste Sicherungsparameter eingesetzt, um Stabilität und Produktintegrität dauerhaft abzusichern.

Entwicklung eines effizienten Palettierungsschemas

Die Entwicklung eines effizienten Palettierungsschemas erfordert eine sorgfältige Planung und Analyse. Faktoren wie die Größe und Form der Verpackung, das Gewicht der Produkte und die Anforderungen an den Transport und die Lagerung müssen berücksichtigt werden. Des Weiteren sollten auch Gewichtsverteilung und Stabilität genau geplant werden. Ein praxisorientiertes Vorgehen umfasst:

1. Datenaufnahme: Außenmaße der Packstücke, Toleranzen, Einzel- und Lagengewichte, zulässige Stapellasten, geplante Ladehöhe.
2. Layoutvarianten: Ermittlung mehrerer Lagenbilder (Rotation, Versatz, Verband) und Bewertung nach Füllgrad und Stabilität.
3. Berechnung: Packdichte, Flächenausnutzung, Schwerpunktlage, Kontaktflächen und resultierende Druckspannungen.
4. Stabilisierung: Festlegung von Zwischenlagen, Kantenschutz, Reibwert-Erhöhung und Umreifungs- bzw. Stretchparametern.
5. Validierung: Musterpaletten, Transporttests, Neigungs- und Bremsprüfungen sowie visuelle Inspektionen nach Testfahrten.
6. Dokumentation: Erstellung standardisierter Ladebilder, Packanweisungen, Etikettierungsregeln und Prüfprotokolle für Produktion und Logistik.
7. Serieneinführung: Schulung von Personal, Parametrierung von Palettierern und Wicklern, Definition von Änderungsdiensten bei Formatwechseln.
8. Kontinuierliche Verbesserung: Monitoring von Reklamationen, Regelkommunikation mit Lager/Transport, Anpassung an neue Materialien und Prozessänderungen.

Zur Variantenfindung werden heute häufig digitale Tools und Palettier-Algorithmen genutzt, die Lagenmuster simulieren, Kollisionsprüfungen mit Greifern durchführen und die Stabilität unter definierten Reibwerten prognostizieren. Ergänzend können Beschleunigungs- und Vibrationsprofile der Transportkette in die Auslegung einfließen, um praxisnahe Sicherungsniveaus festzulegen.

Typische Anordnungen und Verbände

• Säulenstapelung: Maximiert die vertikale Tragfähigkeit, jedoch geringere Schubfestigkeit; geeignet für gleichmäßige, formstabile Kartons.
• Kreuzverband: Versetzte Anordnung zwischen den Lagen; erhöht Schubfestigkeit und Kippstabilität, teils geringere vertikale Tragreserven.
• Mischverband: Kombination aus Säulen- und Kreuzmustern, um Füllgrad, Stabilität und Handling auszubalancieren.
• Rotationsmuster: 90°-Drehung einzelner Packstücke zur besseren Flächenabdeckung und Reduktion von Kanälen.
• Windmühlenmuster: Wechselnde Orientierung innerhalb einer Lage zur Minimierung von Längs- und Querkanälen und zur Erhöhung der Schubfestigkeit.
• Schachbrettmuster: Regelmäßiger Versatz zur Verbesserung der Kantenabdeckung und zur gleichmäßigeren Lastverteilung.

Stabilisierung und Ladungssicherung

Ein Schema endet nicht beim Lagenbild. Die Wahl geeigneter Ergänzungen ist entscheidend: reibwerterhöhende Zwischenlagen, Deckblätter, Kantenschutzwinkel, Antirutschpapiere, Umreifungsbänder, Haubenstretch oder Folienwicklungen. Parameter wie Folienvorspannung, Umreifungsanzahl, Bandführung und Schutzbleche werden auf die Packgüter abgestimmt. Weiterführende Informationen bietet der Praxisleitfaden für sicheren Schutz von Paletten und Ladung. Für den Straßentransport sind darüber hinaus Grenzwerte für Sicherungskräfte, die Berücksichtigung von Reibbei- bzw. Reibwerten sowie formschlüssige und kraftschlüssige Sicherungsprinzipien relevant. Prüfstände und Feldtests (z. B. Bremsmanöver, Neigungswinkel, Vibration) validieren die Wirksamkeit der gewählten Sicherungsmethoden.

Optimierungskriterien

• Geometrische Passung: Minimierung von Überstand/Unterstand, gute Kantenflucht, hohe Flächenausnutzung.
• Mechanische Sicherheit: Tragfähigkeit des Kartons, Lastpfade, Vermeidung von Punktlasten und Schubversagen.
• Prozessfähigkeit: Eignung für manuelles, halb- oder vollautomatisches Palettieren (Greifer, Lagenbildner, Roboter).
• Logistische Anforderungen: Kompatibilität mit Fördertechnik, Lagerplätzen, Ladungsträgern und Anschriftensichtbarkeit.
• Nachhaltigkeit: Reduktion von Leerräumen, Materialeffizienz, Wiederverwendbarkeit der Sicherungselemente.
• Ergonomie: Greifhöhen, Ladegewichte pro Hub, Reduktion von Drehungen und Heben in kritischen Zonen bei manuellen Prozessen.
• Identifikation: Sichere Ausrichtung von Etiketten, Scanbarkeit und Schutz vor Abrieb oder Beschädigung während des Transports.

Häufige Fehlerquellen

• Überstand: Erhöht die Beschädigungsgefahr an Kanten, erschwert Folienwicklung und Stapelbarkeit.
• Unvermeidbare Kanäle: Mindern Stabilität, begünstigen Verrutschen; durch Rotations- oder Mischmuster reduzierbar.
• Unzureichende Reibung: Zu glatte Zwischenlagen oder Folien können Schubversagen begünstigen.
• Feuchte- und Klimaeinfluss: Verminderte Festigkeitswerte von Wellpappe bei hoher Luftfeuchte werden unterschätzt.
• Ungünstige Schwerpunktlage: Toplastige Paletten erhöhen die Kippneigung bei Brems- oder Kurvenmanövern.
• Nicht berücksichtigte Palettentoleranzen: Maß- und Verwindungstoleranzen des Ladungsträgers führen zu ungleichmäßiger Lastabtragung.
• Überhöhte Ladeeinheiten: Überschreiten der zulässigen Gesamthöhe limitiert Förderfähigkeit und Torpassagen und erhöht das Kippmoment.

Normen, Prüfungen und Dokumentation

Für die Auslegung und Validierung von Palettierungsschemata haben sich Richtlinien und Prüfmethoden etabliert. Dazu zählen beispielsweise normative Grundlagen zur Ladungssicherung, Empfehlungen zur Ermittlung der Stabilität von Ladeeinheiten sowie standardisierte Transporttests. Eine saubere Dokumentation mit eindeutigen Ladebildern, Parameterblättern für Wickler und Umreifer, Prüfnachweisen sowie Änderungsständen ist Bestandteil eines belastbaren Standards in Produktion und Logistik.

• Ladungssicherung auf Straßenfahrzeugen: Ermittlung von Sicherungskräften, Reibwertannahmen und Sicherungsmitteln entlang definierter Beschleunigungen.
• Stabilität von Ladeeinheiten: Prüfungen der Deformations- und Kippsicherheit durch definierte Belastungsszenarien und Neigungswinkel.
• Palettenprüfungen: Tragfähigkeit und Durchbiegung von Paletten unter statischer und dynamischer Last.
• Transporttests: Fall-, Vibrations- und Stauchtests für kombinierte Verpackungs- und Ladeeinheitensysteme.

Beispiel: Auslegung eines Palettierungsschemas

Beispielhaft sei eine Euro-Palette (1200 × 800 mm) mit Kartons im Außenmaß 400 × 300 × 250 mm betrachtet. Ein mögliches Lagenbild umfasst sechs Kartons pro Lage (3 × 2), wobei durch 90°-Rotation einzelner Kartons Kanäle reduziert werden können. Bei vier Lagen ergibt sich eine reine Produktstapelhöhe von 1000 mm. Unter Berücksichtigung eines Deckblatts (3–5 mm), zweier Zwischenlagen (je 3 mm) und einer Haubenstretchfolie verbleibt genügend Spielraum, um unter einer typischen Maximalhöhe von 1200 mm zu bleiben. Die Lastverteilung wird durch einen Kreuz- oder Mischverband erhöht, während Kantenschutzwinkel die Kantenstauchung lokal begrenzen und die Wickelfolie vor Schneidkanten schützen.

Werden die Kartongewichte angepasst oder das Reibniveau der Zwischenlagen verändert, ist die Schwerpunktlage erneut zu prüfen. Eine einfache Feldvalidierung besteht aus einer definierten Neigungsprüfung (z. B. 0,3 g seitliche Beschleunigung) und einer Bremsprobe. Nach dem Test ist eine visuelle Inspektion der Kanten, Etiketten und Ecken sinnvoll, um Mikrobeschädigungen frühzeitig zu erkennen.

Digitale Planung und Automatisierung

Moderne Palettiersysteme unterstützen die automatische Generierung von Lagenbildern, die Greifertrajektorien und die Prüfung der Kollisionsfreiheit. Sensorik zur Erkennung von Kartonlagen, Kamerasysteme zur Lagekontrolle sowie kraftgeregelte Roboter verbessern Reproduzierbarkeit und Taktzeit. Durch digitale Zwillinge lassen sich Varianten vorab simulieren und Kennzahlen wie Füllgrad, Schwerpunktverlauf und Sicherungsbedarf vergleichen. Schnittstellen zu Lagerverwaltung und Fördersystemen sorgen für konsistente Stammdaten und reduzieren Umrüstzeiten.

Nachhaltigkeit und Materialeffizienz

Ein ressourcenschonendes Palettierungsschema nutzt die Palettenfläche bestmöglich aus und senkt den Bedarf an Sicherungsmaterialien, ohne die Sicherheit zu kompromittieren. Dazu zählen rezyklierbare Zwischenlagen, materialeffiziente Kantenschutzelemente und optimierte Wickelprogramme. Durch eine verbesserte Flächenausnutzung und die Reduktion von Leerräumen sinken Transportkilometer pro Einheit und damit verbundene Emissionen. Gleichzeitig erhöht eine klare Standardisierung die Wiederverwendbarkeit von Verpackungs- und Sicherungskomponenten.

Vor- und Nachteile der Palettierung von Wellpappe

Die Anwendung eines geeigneten Palettierungsschemas hat viele Vorteile. Sie ermöglicht eine effiziente Raumnutzung, reduziert die Beschädigungsgefahr der Produkte und verbessert deren Transportfähigkeit. Hinzu kommt, dass durch optimale Palettierungsschemata der Transport- und Lagerkosten deutlich reduziert werden können. Allerdings erfordert es sorgfältige Planung und strategisches Denken, um ein effizientes Palettierungsschema zu entwickeln. Ohne eine sorgfältige Planung kann es zu einer ineffizienten Raumnutzung und erhöhtem Risiko von Produktschäden kommen. Ergänzend wirkt eine saubere Dokumentation prozessstabilisierend und unterstützt die Automatisierung, während regelmäßige Audits Verbesserungspotenziale im Betrieb aufdecken.

• Vorteile: Höhere Flächenausnutzung, reproduzierbare Ladeeinheiten, bessere Kipp- und Schubstabilität, schnelleres Be- und Entladen.
• Weitere Vorteile: Geringere Rücksende- und Reklamationsquoten durch reduzierte Transportschäden, klare Vorgaben für Automatisierung.
• Nachteile: Initialer Planungsaufwand, Notwendigkeit von Tests und Schulungen, Anpassungen bei Formatänderungen.
• Weitere Nachteile: Abhängigkeit von konstanten Eingangsqualitäten (Kartonmaße, Reibwerte), potenzieller Abstimmungsaufwand zwischen Produktion, Lager und Transport.

Zusammenfassung:

• Ein Palettierungsschema stellt eine systematische Planung dar, um Produkte, wie zum Beispiel Verpackungen aus Wellpappe, auf einer Palette zu positionieren und so den Raum maximal auszunutzen.
• Bei der Erstellung eines Palettierungsschemas wird berücksichtigt, wie die Verpackungen geometrisch auf der Palette platziert werden können und gleichzeitig die Stabilität der Ladung gewährleistet wird, was insbesondere bei Wellpappenverpackungen von großer Bedeutung ist.
• Ein gut durchdachtes Palettierungsschema optimiert den Transport und die Lagerung von Produkten und führt zu reduzierten Kosten und verbessertem Warenfluss, was für Unternehmen, die auf Verpackungen aus Wellpappe setzen, von Vorteil ist.
• Wesentliche Stellhebel sind Lagenbild, Verband, Lastverteilung, Reibung und geeignete Sicherungselemente in Abhängigkeit von Produkt, Prozess und Transportweg.
• Die Validierung durch Musterpaletten und Transporttests stellt sicher, dass Theorie und Praxis übereinstimmen und das Schema robust gegenüber Störungen ist.
• Normative Vorgaben, eine eindeutige Dokumentation und kontinuierliche Verbesserungsprozesse unterstützen die dauerhafte Prozessfähigkeit und Transportsicherheit.
• Digitale Tools und simulationsgestützte Planung helfen, Varianten schneller zu bewerten und Palettierungsschemata an wechselnde Anforderungen anzupassen.