Biegesteife Packmittel aus Wellpappe

Eine der wichtigsten Funktionen von Packmitteln bestehen darin, einerseits den Inhalt gegen physische Einflüsse von außen und dadurch vor möglichen Schäden oder sonstigen Beeinträchtigungen zu schützen. Andererseits müssen die Packmittel dazu in der Lage sein, das Gewicht der darin verpackten Waren sicher halten zu können.

Unter anderem bei Packmitteln aus Wellpappe wird deshalb die sogenannte Biegesteifigkeit eine relevante Größe. Dieser Begriff bezeichnet – vereinfacht erklärt – die Fähigkeiten eines Materials, einer einwirkenden Kraft zu widerstehen, ohne dass es dabei zu einer (dauerhaften) Krümmung kommt und darüber zu einer plastischen Verformung, durch die womöglich der Inhalt beschädigt werden könnte.

Packmittel aus Wellpappe sind hierfür durch den grundsätzlichen Aufbau der Wellpappe und die zu ihrer Herstellung genutzten Materialien besonders geeignet. Dadurch generieren sie sowohl ein hohes Schutzniveau der darin verpackten Waren und Produkte als auch eine Resistenz gegen große Gewichte – und überdies noch weitere Faktoren. Wir zeigen Dir in unserem folgenden Artikel alles, was Du über diese besondere Form von Packmitteln wissen musst.

Was bedeutet biegesteif?

Um den Begriff der Biegesteifigkeit zu erläutern, kommt man nicht umhin, in die Welt der Physik einzutauchen. Konkret in den Themenkomplex „Kräfte“, deren Einwirkrichtung und Auswirkungen.

Die sogenannte Biegekraft (oder korrekt: das Biegemoment) bezeichnet dabei ein auf ein Bauteil einwirkendes Moment, das durch seine Eintritts- und Wirkrichtung eine Krümmung um eine Biegeachse auslöst.

Unter einem Moment versteht der Fachmann die Auswirkung eines Einflussfaktors, der an einem bestimmten Punkt anliegt. Meistens ist dieser Einflussfaktor eine oder mehrere Kräfte.

Als einfaches Beispiel kann man sich hierzu eine Straßenbrücke vorstellen. Diese liegt an beiden Enden auf Trägern. Die Schwerkraft sowie die Belastung durch Fahrzeuge drückt bzw. zieht die Brücke nach unten. Diejenigen Teile, die besonders weit von den Trägern entfernt sind, werden dabei durch die nach unten wirkende Kraft am stärksten belastet. Aus der Distanz betrachtet würde sich so bei einer nicht ausreichenden Biegesteifigkeit der Brücke (überzogen formuliert) eine nach unten gebogene Gerade ergeben.

Dabei wirken in dieser Geraden bzw. der Brücke selbst unterschiedliche Kräfte:

Die Brückenoberfläche (respektive die Fahrbahn) wird durch das Biegemoment horizontal auf Druck beansprucht, sie wird also gestaucht.
Die Brückenunterseite wird hingegen auf Zug beansprucht, also dort gedehnt.

Hier kommt nun die Biegesteifigkeit ins Spiel: Sie bezeichnet allgemein die Fähigkeit eines Körpers, sich einem solchen Biegemoment durch konstruktive und materielle Steifigkeit zu widersetzen. Der Körper kann somit ungeachtet eines einwirkenden Moments seine ursprüngliche Form bewahren – vollkommen gleich, wie diese ursprüngliche Form aussieht.

Konkret auf biegesteife Packmittel aus Wellpappe bezogen bedeutet das: Die meist geraden Flächen eines solchen Packmittels bleiben

a) gerade, können
b) durch Verformung mit anschließender Rückverformung flexibel auf ein Biegemoment reagieren und behalten
c) ihre ursprüngliche Form selbst gegenüber großen Kräften bei.

Natürlich hat das alles seine Grenzen. Ganz ähnlich, wie sich die besagte Brücke bei zu großer Belastung dauerhaft durchbiegen und letztlich sogar brechen könnte, verhält es sich bei Packmitteln aus Wellpappe. Das heißt, die Biegesteifigkeit bezieht sich immer nur auf die jeweilige Auslegung des Packmittels.

Die Art (und Anzahl) der jeweiligen Welle der Wellpappe spielt hierbei ebenso eine Rolle wie die mögliche Zug- und Druckbelastung der verwendeten Deckenpapiere, ihre eigene Biegesteifigkeit, sowie die Ko- und Adhäsionskräfte des Klebstoffs, der die Schichten miteinander verbindet. Zudem hat die Größe der einzelnen Flächen aus Wellpappe ebenfalls einen wichtigen Anteil. Ein kleiner Versandkarton wäre deshalb bei ansonsten gleicher Wellpappe und Konstruktion insgesamt biegesteifer als ein deutlich größerer Karton.

Was ist der Unterschied zwischen biegesteifen und biegeweichen Packmitteln?

Die Berechnung, ob ein Packmittel biegesteif oder biegeweich ist, ist mathematisch relativ komplex, da hierfür verschiedene Größen bekannt sein und in Formeln verwendet werden müssen.

Was jedoch die praktische Anwendung von Packmitteln aus Wellpappe anbelangt, geht es deutlich einfacher: Sobald sich ein Packmittel bereits durch bloßes Anfassen ohne großen Krafteinsatz verformen lässt, spricht man von biegeweichen Packmitteln.

Nehmen wir als Beispiel unsere Versandkartons und Standbodenbeutel. Natürlich könnte man erstere ebenfalls dauerhaft verformen. Es wäre jedoch ein hoher Kraftaufwand nötig. Etwa ein Faustschlag auf die Mitte des Klappdeckels.

Der Standbodenbeutel hingegen würde der anfassenden Hand keinerlei nennenswerten Widerstand entgegensetzen und sich sofort verformen.

Allerdings bedeutet diese Unterscheidung keineswegs, biegesteife Packmittel seien grundsätzlich „besser“ und biegeweiche Packmittel „schlechter“. Es kommt in der Praxis stets darauf an, wofür genau ein Packmittel genutzt werden soll. Und nicht zuletzt, wenn wir auf das Thema Polstermaterialien blicken, dann kann Biegeweiche sogar ein bedeutender Faktor sein. Denn erst, wenn ein solches Material biegeweich ist, kann es Kräfte abfedern, durch Verformung umwandeln und somit die umgebenden Produkte schützen.

Wie entsteht bei Packmitteln aus Wellpappe die Biegesteifigkeit?

Grundsätzlich lässt sich Biegesteifigkeit auf verschiedene Arten herstellen. Dazu zählen inhärent schwerer zu verbiegende (steifere) Materialien ebenso wie eine konstruktive Gestaltung, durch die dem Biegemoment ein größerer Widerstand entgegengesetzt wird.

Packmittel aus Wellpappe nutzen beide Herangehensweisen. Durch ihren mehrschichtigen Aufbau mit wenigstens zwei Lagen Deckenpapier und einer Welle geschieht hierbei folgendes:

Die jeweils vom einwirkenden Biegemoment abgewandten Deckschichten nehmen die beim Biegen entstehenden Zugkräfte auf. Deshalb ist es bei einem Stück Wellpappe unerheblich, ob das Biegemoment von innen oder außen einwirkt.
Die Welle sorgt dafür, dass dem anderweitig nur horizontal ausgerichteten Produkt eine vertikale Ebene in Form der auf- und absteigenden Wellenflanken gegeben wird. Ganz ähnlich, wie es etwa bei einem stählernen T-Träger der Fall ist.

Weiter erhöht wird die Biegesteifigkeit von Packmitteln aus Wellpappe, weil die Welle mit beiden Deckschichten umfassend verklebt wird.

Ist Wellpappe automatisch immer biegesteif?

Prinzipiell ja, aber der Grad der Biegesteifigkeit unterscheidet sich je nachdem, wie ein Stück Wellpappe ausgerichtet ist. Der Grund für diese Tatsache lieg in der inneren Formgebung der Wellpappe, ganz konkret der Welle selbst:

Längs zum Verlauf der Welle ist die Biegesteifigkeit grundsätzlich am höchsten. Wie hoch sie genau ist, hängt von der jeweiligen Art der Welle ab. Deshalb ist beispielsweise die B-Welle stärker belastbar als die E-Welle, jedoch werden beide getoppt durch die (gedoppelte) EB-Welle.
Quer zum Verlauf der Welle hingegen ist die Biegesteifigkeit geringer. Das liegt daran, weil hier die Wellen nicht als versteifendes Element hinzukommen. In dieser Richtung hängt die Biegesteifigkeit deshalb vornehmlich an der Zugfestigkeit der Deckpapiere und deren eigener Biegesteifigkeit.

Erneut gibt es hier ein simples Beispiel: Wellblechplatten. Längs zum Wellenverlauf sind diese deutlich biegesteifer als ein flaches Stück Blech. Quer hingegen können sie sogar gerollt werden.

Aber: Da Wellpappe, wie erwähnt, immer mindestens je eine Außen- und Innendecke besitzt, ist ihre Biegesteifigkeit quer zum Wellenverlauf stets größer als bei einem Pappprodukt, das nur aus gewellter Pappe allein bestünde – oder einem Produkt aus Vollkarton. Deshalb ja: Wellpappe ist automatisch immer biegesteif, bloß nicht in alle Richtungen gleichermaßen biegesteif.

Um diesen Faktor zu verbessern, gibt es zudem Packmittel aus Wellpappe, die aus zwei oder drei Wellenschichten bestehen, die übereinanderliegen. Diese Verpackungen weisen eine besonders hohe Belastbarkeit auf.

Biegesteife Packmittel aus Wellpappe bieten sich immer dann an, wenn die zu erwartenden äußeren Belastungen über die Belastbarkeit der zu verpackenden Ware hinausgehen. Daher bestehen Versandkartons praktisch durch die Bank aus Wellpappe.

Welche biegesteifen Packmittel aus Wellpappe gibt es?

Es gibt viele verschiedene Packmittel aus Wellpappe - unter anderem Versandkartons und Faltkartons.

Wir halten also kurz fest: Prinzipiell sind alle Packmittel aus Wellpappe zu einem gewissen Grad biegesteif, weil zumindest die Welle automatisch diese Produkteigenschaft verursacht.

Davon ausgehend gibt es viele Packmittel aus Wellpappe, die diese Eigenschaft ins Feld führen können. Etwa:

Versandkartons
Faltkartons
Umzugskartons
Versandhülsen / Versandrohre
Displays für den Point of Sale
Werbeaufsteller und ähnliche Marketing-Produkte
Transportboxen als Ersatz für Einkaufstüten
Messe-Trolleys
(einige) Versandtaschen
Schuber und ähnliche Bürolösungen

Wie enorm biegesteif Wellpappe ist, zeigt sich nicht zuletzt an einem Trend der jüngsten Vergangenheit: Möbel, die ausschließlich aus Wellpappe bestehen, aufgrund deren großer Biegesteifigkeit jedoch kaum weniger belastbar sind als Einrichtungsgegenstände aus „traditionelleren“ Materialien.

Welche Vor- und Nachteile besitzt die biegesteife Wellpappe?

In der Tat haben biegesteife Packmittel aus Wellpappe verschiedene Vorteile. Allerdings können sich diese – je nach Anwendung – durchaus ins Gegenteil verkehren:


Vorteil	Nachteil
Hoher mechanischer Schutz der Ware	Bei Überschreitung der Auslegungskräfte dauerhafte Verformung und Schädigung
Große Traglasten möglich	Mögliche Übertragung von Kräften auf das Innere der Verpackung. Daher sind bei sehr empfindlichen Waren teilweise Polsterungen erforderlich
Bei sachgemäßer Behandlung lange Lebensdauer, dadurch ggf. Zweit- und Drittverwendungen möglich	Höhere Materialkosten als Vollkarton durch komplexere Herstellung
Leichter zu recyceln als andere biegesteife Materialien	Benötigt spezielle Faltungen für platzsparende Lagerung
Durch die Luftschichten, die durch die Welle entstehen, besitzt die Wellpappe eine weitere Möglichkeit, Kräfte abzufedern

Fazit – was bringen biegesteife Packmittel aus Wellpappe?

Biegesteifigkeit bezeichnet immer die Möglichkeit eines Materials, vergleichsweise große Biegekräfte aufzunehmen, ohne dass es dadurch zu einer merklichen, dauerhaften (plastischen) Verformung käme.

Wellpappe weist unter diesem Gesichtspunkt durch ihre Konstruktion mit die größte Biegesteifigkeit aller auf Papier beziehungsweise artverwandten Werkstoffen basierenden Packmaterialien auf – ohne jedoch ein unbotmäßig großes Flächengewicht zu besitzen.

Dadurch sind Packmittel aus der biegesteifen Wellpappe im besten Sinn „leicht und stabil“ und hervorragend geeignet, um alle Produkte zu schützen, die durch äußere Belastungen beschädigt werden können. Ferner sind diese Packmittel ideal, wenn es darum geht, Gegenstände zu verpacken, die ein hohes Gewicht besitzen – das andere Packmittel aus weniger biegesteifen Materialien überfordern könnte.

FAQ

Behält Wellpappe ihre Biegesteifigkeit in nassem Zustand?
Nässe beeinträchtigt unter anderem die Reißfestigkeit aller auf Papier basierenden Packmittel negativ. Sowohl nasse Wellpappe als auch solche, die danach wieder getrocknet wurde, ist deshalb nicht mehr so biegesteif wie im ursprünglichen Zustand.
Wie lässt sich Biegesteifigkeit mathematisch benennen und berechnen?
Biegesteifigkeit ist prinzipiell ein Produkt aus a) dem Querschnitt und b) dem Elastizitätsmodul. Hierzu findet üblicherweise die Formel S_b = M_b / k = M_b p Verwendung.
Gibt es auch allseitig gleichermaßen biegesteife Wellpappe?
Dabei handelt es sich entweder um versetzt aufgebaute Doppelwellen oder diverse Wabenkonstruktionen. Solche Packmittel aus Wellpappe sind allerdings nur für einige wenige Sonderanwendungen tatsächlich nötig.