Untersuchung des Einflusses von Wellpappkartons auf die Verteilung der Druckspannungen auf der Oberseite von Holzpaletten

Forschung & Zusammenfassung von Page Clayton, Virginia Tech, CPULD
Herbst 2018

Ziel dieser Studie ist es, die Durchbiegung von Paletten zu untersuchen, die durch unterschiedlich große Pakete in einer Säulenstapelung und durch den vorhandenen Freiraum im Karton verursacht wird.

Paletten bilden die Grundlage für Ladeeinheiten und Lieferketten. Sie ermöglichen eine effiziente Lagerung und den Transport von Produkten. Derzeit wird bei der Verwendung „komponentenbasierter“ Konstruktionen für Ladeeinheiten jedoch weder die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Komponenten der Ladeeinheit berücksichtigt, noch wie sich diese Wechselwirkung auf die allgemeine strukturelle Integrität der Ladeeinheit auswirkt.

Komponentenbasierte Ladungsträgerkonstruktionen führen zudem zu einem übermäßigen Verbrauch von Rohstoffen, was die Nachhaltigkeit der Ladungsträger beeinträchtigt, die Kosten in die Höhe treibt und Probleme für die Beteiligten in der Lieferkette verursacht.

Ziel dieser Studie war es, die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Ladungskomponenten, der Kartongröße und dem Kopfraum der Verpackung zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt insbesondere auf der Durchbiegung der Palette als Funktion ihrer Steifigkeit unter verschiedenen gängigen Palettenauflagenbedingungen lag.

Ziel dieser Studie war es, die Durchbiegung von Paletten zu untersuchen, die durch unterschiedlich große Pakete in einer Stapelkonfiguration und durch den vorhandenen Freiraum im Karton verursacht wird. Der Einfluss dieser beiden Faktoren auf die Durchbiegung wird als Lastbrückenbildung bezeichnet, bei der es je nach den Eigenschaften der Lasten innerhalb der Ladeeinheit zu einer Umverteilung der Spannungen kommt.

Die Ergebnisse zeigten, dass bei einer stapelartigen Anordnung kleinere Kartons eine stärkere Durchbiegung verursachten als größere Kartons (bis zu 53 % stärker). Die Datenanalyse ergab, dass eine Änderung der Kartongröße zu einer Verringerung der Durchbiegung einer Palette führt; kleinere Kartons übertragen bei gleicher Last weniger Druck auf die Stützen (31 % weniger) und verursachen eine stärkere Durchbiegung (53 % mehr) als große Kartons, insbesondere bei Paletten mit geringerer Steifigkeit. Das Vorhandensein oder Fehlen von Freiraum in einem Karton hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Durchbiegung.

Diese Studie bestätigte, dass die gestützten Palettenkomponenten tatsächlich einen größeren Teil des Lastgewichts tragen und dass die Größe der Kartons die Durchbiegung beeinflusst. Die Versuche dieser Studie bestätigen, dass sich der Druck auf der Oberseite der Palettenoberfläche in Richtung der Palettenstützen verlagert, wenn die Größe der Wellpappkartons zunimmt. Je mehr sich die Druckkräfte über die Oberseite der Palette auf die Stützen verlagern, desto geringer wird die Durchbiegung entlang der freien Spannweite.

Diese quantitativen Ergebnisse können zu einem besseren Verständnis des Lastübertragungseffekts beitragen und ermöglichen es uns, Anpassungen auf der Grundlage der aktuellen Sicherheitsfaktoren vorzunehmen. Um die Nachhaltigkeit von Paletten zu verbessern und Ressourcen zu schonen, wird daher empfohlen, Paletten stets unter Berücksichtigung der Produktverpackungsdesigns zu konstruieren.

Die Forschung wurde von der Pallet Foundation der NWPCA und vom U.S. Forest Service finanziert. Der Beitrag wurde im Rahmen des IAPRI-Peer-Review-Verfahrens eingereicht.