Problemstellung: Versagen der Tragevorrichtung bei Sixpack-Umverpackung

Sixpacks, bei denen sechs PET-Flaschen mithilfe einer Schrumpffolie umverpackt werden, werden bei größeren Gebinden mit einem angeklebten Trageband versehen. Mitunter kommt es zum Versagen der Tragevorrichtung. Die Schadensbilder weisen in der Regel entweder auf eine schlechte Verklebung oder eine zu niedrige Festigkeit der geschrumpften Folie hin. Im vorliegenden Fall erweckt die zeitliche Abfolge der Kundenreklamationen den Anschein, als seien nur einige Chargen betroffen, die auch nur einen gewissen Prozentsatz an fehlerhaften Tragevorrichtungen aufweisen.

Analysemethode: Zugprüfung und optische Messung

Um diesen Unsicherheiten zu begegnen und das Versagensverhalten qualitativ und quantitativ beschreiben zu können, wird mithilfe einer Zugprüfmaschine und einer der realen Belastungssituation angepassten Vorrichtung das Verformungsmuster einer Flaschen-Umverpackung während des Anhebens und Transports ermittelt. Unter Verwendung einer Lochblende wird mit einem nicht anlösenden Lack ein Punktraster auf die Folie gesprüht. Diese präparierten Folienverpackungen werden anschließend auf einer Universalprüfmaschine einer praxisnahen Zugbelastung unterzogen.

Während des Versuchs wird neben der Kraft die Verformung der Folie mit einem optischen Messsystem aufgezeichnet. Die hier eingesetzten optischen Messsysteme bieten bei der Ermittlung von Verformungen mitunter deutliche Vorteile gegenüber anderen Methoden. Mechanische Aufnehmer sind schlecht an Foliengebilden zu montieren und applizierte Dehnungsmessstreifen verfälschen aufgrund ihrer Eigensteifigkeit das Messergebnis. Optische, berührungslose Systeme stellen hingegen sicher, dass Störungen des zu charakterisierenden Systems minimiert werden. Anhand des Versuchsaufbaus können so die wirkenden Kräfte zu der Verformung der Folienverpackung in Bezug gesetzt werden. Neben den Kraftwirklinien kann so näherungsweise auch ein Maß für das Niveau der Foliendehnung bestimmt werden.

Ergebnis: Praxisrelevante Erkenntnisse zu Verschiebung und Dehnung

Die Untersuchungen mithilfe der optischen Messung bringen wichtige Erkenntnisse zu Verschiebungen und Dehnungen der Folie, wie sie beim üblichen Umgang auftreten können. Sie geben damit auch Erkenntnisse über den Versagensverlauf der Umverpackung. Auf dieser Basis lassen sich Verbesserungsmaßnahmen entwickeln und Spezifikationen für die Folie und die Verklebung erarbeiten.

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Dipl.-Ing. Hans-Dieter Plum

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