Die Konstruktion einer Sonderpalette geht vom Produkt und von der Lieferkette aus, nicht von einem Katalog: Die Grundfläche muss ohne Überstand zur Ladung passen, der Deckbelag muss steif genug für die Verpackung sein, der Unterbau muss zu den Gabelstaplern, Förderern und Regalen passen, auf die er trifft, und das gesamte Design muss effizient in Lkw und Container passen. Ein gutes Sonderdesign wird vor der Produktion mit Ingenieursoftware oder Labortests nach Normen wie ISO 8611 verifiziert.
Von der Ladeeinheit ausgehen, nicht von der Palette
Eine Palette ist nur ein Teil einer Ladeeinheit: Produkt, Primär- und Sekundärverpackung, Palette sowie Stretchfolie oder Umreifung. Wird die Palette isoliert konstruiert, führt das oft zu überdimensionierten Paletten oder beschädigten Produkten. Zunächst sind folgende Eingangsdaten zu erfassen:
| Eingangsgröße | Warum sie wichtig ist |
|---|---|
| Produktmaße und Gewicht je Karton | Bestimmt Grundfläche und Last je Lage |
| Anzahl der Lagen und Gesamtladungsgewicht | Legt die erforderliche Tragfähigkeit fest |
| Lastart (gleichmäßig, konzentriert, punktuell) | Verändert die Dimensionierung von Deck und Kufen |
| Auflagebedingungen | Boden, Gabelzinken, Regale, Förderer, auf anderen Ladungen gestapelt |
| Fördertechnik | Gabelstapler, Hubwagen, automatisches Hochregallager (AS/RS), Fördererart |
| Transportart | Lkw, Container, Luft, Bahn; Export bedeutet ISPM 15 |
| Umlaufmuster | Einweg, geschlossener Kreislauf oder Pool |
| Umgebung | Kühlhaus, im Freien, Hygieneanforderungen für Lebensmittel oder Pharma |
Meist bestimmt die ungünstigste Auflagebedingung die Konstruktion. Eine Palette, die auf dem Boden stark genug ist, kann sich in einem Einfahrregal, in dem sie nur an zwei Kanten aufliegt, übermäßig durchbiegen.
Die Grundfläche wählen
Standard- oder Sondermaß?
Wo möglich, sollte eines der ISO-6780-Maße verwendet werden, etwa 1200 × 800 mm (47,2 × 31,5 in), 1200 × 1000 mm (47,2 × 39,4 in) oder 1219 × 1016 mm (48 × 40 in). Standardgrundflächen passen zu Regalen, Lkw und Fördertechnik, die darauf ausgelegt sind, und sind leichter zu beschaffen und wiederzuverwenden. Siehe ISO-6780-Palettenmaße.
Eine Sondergrundfläche ist sinnvoll, wenn das Produkt selbst sie vorgibt: lange Profile, Maschinen, Coils, große Haushaltsgeräte oder Kartons, deren Stapelbild auf einer Standardpalette zu viel Platz verschwendet.
Passung zu Fahrzeugen und Containern
Vor der Festlegung der Grundfläche ist zu prüfen, wie viele Paletten je Transporteinheit passen. Ein europäischer Standardsattelauflieger mit etwa 13,6 m Innenlänge nimmt 33 Europaletten (1200 × 800 mm) in einer Lage auf, während ISO-Container nicht auf europäische Maße ausgelegt wurden und oft Lücken lassen. Kleine Änderungen von wenigen Zentimetern können eine ganze Reihe hinzufügen oder entfallen lassen. Siehe Paletten im Lkw und Paletten in Seecontainern.
Überstand und Unterstand
Überstand bedeutet, dass das Produkt über den Palettenrand hinausragt; Unterstand bedeutet, dass die Ladung vor dem Rand endet. Beides beeinflusst die Leistung.
Überstand ist besonders schädlich für Wellpappkartons, weil die Kartonwände den Großteil der Stapellast tragen und dort Halt verlieren, wo sie über das Deck hinausragen. Untersuchungen des Center for Packaging and Unit Load Design der Virginia Tech, finanziert von der Fibre Box Association, ermittelten je nach Kartonqualität und Überstandsmaß Verluste der effektiven Stapelstauchfestigkeit von etwa 1 % bis über 30 % bei Überstand an einer Seite und von etwa 14 % bis 41 %, wenn Kartons an zwei benachbarten Seiten überstanden. Überstand an den längeren Kartonseiten verursachte größere Verluste als an den kürzeren.
Praktische Regeln:
- Die Grundfläche so wählen, dass die Ladung bündig mit dem Deck oder leicht innerhalb davon abschließt.
- Ist Überstand unvermeidbar, ihn klein halten und an den kurzen Kartonseiten anordnen.
- Unterstand schützt die Ladung vor Stößen, verschenkt aber Platz; für zerbrechliche Güter ist ein kleiner Abstand üblich.
Lastverteilung und Deckversteifung
Lastarten
- Gleichmäßig verteilte Last: gleichmäßig über das Deck verteilt, etwa Säcke oder Kartons in vollen Lagen.
- Konzentrierte Last: Gewicht auf kleinerer Fläche, etwa ein Fass, ein Maschinenfuß oder ein Karton auf kleinem Sockel.
- Punktlasten: sehr kleine Kontaktflächen, die Deckbretter zerdrücken oder durchstanzen können.
Konzentrierte Lasten können dickere Deckbretter, engere Brettabstände, zusätzliche Kufen oder Klötze unter der Last oder einen geschlossenen Deckbelag erfordern. Tragfähigkeitsangaben erläutert Palettentragfähigkeit: statisch, dynamisch und im Regal.
Warum die Decksteifigkeit für die Verpackung wichtig ist
Ein nachgiebiges oberes Deck biegt sich unter Last durch, und die Lücken zwischen den Deckbrettern lassen Teile der Kartonböden unabgestützt. In einer Masterarbeit der Virginia Tech von 2016 stellte Baker fest, dass eine geringere Steifigkeit der Deckbretter die Stapelstauchfestigkeit der Kartons in den geprüften Konfigurationen um 26,4 % senkte und dass Brettlücken eine nichtlineare Verringerung der Kartonfestigkeit bewirkten. Etwas mehr Aufwand für ein steiferes Deck kann daher leichtere Kartons ermöglichen, was über die gesamte Ladeeinheit oft der günstigere Kompromiss ist.
Sonderausführungen
| Merkmal | Beschreibung | Einsatz |
|---|---|---|
| Umlaufsockel | Unterbretter laufen um alle vier Kanten | Rollenförderer, AS/RS, Stapeln beladener Paletten |
| Kufen (Gleitkufen) | Durchgehende Unterbretter in einer Richtung | Kettenförderer, Chemiepaletten, schwere Lasten |
| Geschlossenes oder dichtes oberes Deck | Kaum oder keine Lücke zwischen den Brettern | Kleine Kartons, Säcke, konzentrierte Lasten |
| Aufsetzrahmen oder Rand | Erhöhter Rand oder Rahmen auf dem oberen Deck | Lagesicherung, Einfassung von Säcken oder Teilen |
| Ausgeklinkte Kufen | Aussparungen, die teilweise Vierwegeeinfahrt erlauben | Kufenpaletten mit seitlicher Gabeleinfahrt |
| Abgeschrägte Unterbretter | Gefaste Kanten | Leichtere Einfahrt des Hubwagens |
| Aufsatzwände oder Kistenseiten | Abnehmbare oder feste Seitenwände | Lose oder unregelmäßige Teile |
| Verschraubte Befestigungen | Befestigungspunkte für Maschinen | Maschinenexport |
Paletten für automatische Lager benötigen meist enge Maßtoleranzen, einen Umlaufsockel oder einen Dreikufen-Unterbau und keine überstehenden Nägel. Siehe Paletten in automatischen Lagern.
Berechnung und Prüfung
Konstruktionswerkzeuge
Ingenieursoftware modelliert Deckdurchbiegung, Kufenbiegung und das Verhalten der Verbindungsmittel unter verschiedenen Auflagebedingungen. Am bekanntesten ist das Pallet Design System (PDS) der National Wooden Pallet & Container Association, das Tragfähigkeit und Durchbiegung für Holzpaletten berechnet und eine Stückliste erstellt. Solche Werkzeuge erlauben den schnellen Vergleich von Alternativen, etwa ein dünneres Deck mit mehr Kufen gegenüber einem dickeren Deck mit weniger. Siehe Palettenkonstruktionssoftware.
Labortests
Bei neuen Konstruktionen, hochwertigen Ladungen oder Kunststoffpaletten bestätigen physische Tests die Tragfähigkeit:
- ISO 8611-1 beschreibt Prüfverfahren (Biegung, Druck, Stoß und weitere).
- ISO 8611-2 legt Leistungsanforderungen und die Prüfungsauswahl fest.
- ISO 8611-3 behandelt maximale Arbeitslasten.
- ASTM D1185 ist das entsprechende nordamerikanische Prüfverfahren.
Die Tests sollten die tatsächlich ungünstigste Auflagebedingung abbilden, etwa die Lagerung im Regal über die Länge oder Breite. Einzelheiten finden sich unter Palettenprüfnormen.
Prototyp und Erprobung
Vor einer Serienbestellung wird eine kleine Charge gebaut und durch die reale Lieferkette geschickt: Beladen, Wickeln, Transport, Einlagern und Entladen. Durchbiegung, Nagelauszug, Brettbruch und Produktschäden werden beobachtet und das Design angepasst.
Kosten und Nutzen
Die je Stück günstigste Palette ist nicht immer die günstigste Lösung. Kostentreiber sind das Holzvolumen (Board Feet oder Kubikmeter), die Holzart, die Zahl der Bauteile und Verbindungsmittel, Sonderausführungen, die Behandlung und die Zahl der Umläufe. Ein Design, das dem Versender leichtere Kartons, mehr Einheiten je Lkw oder weniger Schäden ermöglicht, rechnet sich oft trotz höheren Palettenpreises. Berechnungsmethoden behandelt Palettenkosten berechnen.
Häufige Fragen
Wie viel Überstand ist bei einer Palette zulässig?
Idealerweise keiner. Untersuchungen haben gezeigt, dass schon kleine Überstände die Stauchfestigkeit von Wellpappkartons verringern, und bei größeren Überständen wurden Verluste über 30 % gemessen; Ladungen sollten daher bündig mit den Deckkanten abschließen.
Wann lohnt sich eine Palette mit Sondermaß?
Wenn die Produktmaße auf Standardpaletten erheblich Platz verschwenden, Überstand verursachen oder besondere Handhabungsmerkmale erfordern. Andernfalls sind Standardmaße nach ISO 6780 leichter zu handhaben, wiederzuverwenden und zu beschaffen.
Wie wird die Tragfähigkeit einer Sonderpalette bestimmt?
Durch Berechnung mit Werkzeugen wie PDS, durch Labortests nach ISO 8611 oder ASTM D1185 oder durch beides, jeweils unter der anspruchsvollsten Auflagebedingung der Lieferkette.
Was ist eine Palette mit Umlaufsockel?
Eine Palette, deren Unterdeck an allen vier Kanten Bretter aufweist, die einen Rahmen bilden. Sie verteilt Lasten beim Stapeln von Paletten gut und läuft ruhig auf Rollenförderern.
Quellen
- Effect of Pallet Overhang on Box Compression Strength, Phase 1 — Fibre Box Association / Virginia Tech
- Effect of Pallet Deckboard Stiffness and Unit Load Factors on Corrugated Box Compression Strength (Baker, 2016) — Virginia Tech
- The Effect of the Stiffness of Unit Load Components on Pallet Deflection and Box Compression Strength (Phanthanousy, 2017) — Virginia Tech
- PDS Specification, Drawings and Analysis example — Pallet Foundation / NWPCA