DE102009009826A1

DE102009009826A1 - Verfahren zum Testen der Stabilitätseigenschaft einer flächigen Pappe-oder Wellpappeprobe sowie Testeinrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102009009826A1
Application number: DE200910009826
Authority: DE
Inventors: Frank Schilling
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2010-09-02

Abstract

Verfahren zum Testen der Stabilitätseigenschaft einer flächigen Pappe- oder Wellpappeprobe mit folgenden Verfahrensschritten: Eine Mehrzahl von gespeicherten selektierbaren Sorten-Charakteristiken (M-SC), die jeweils eine Pappe-/Wellpappe-Sorte repräsentieren, wird bereitgestellt. Die Pappe-/Wellpappestabilität jeder Sorte ist durch funktionelle Abhängigkeit normierter Knickkraft (K) von auf die Pappe/Wellpappe einwirkender Feuchtigkeit (F) charakterisiert. Eine Test-Messwertgruppe (K, F, T) wird durch Messung von Knickkraft (K) und Feuchtigkeit (F) der Pappe-/Wellpappeprobe gewonnen. Zur Prüfung der Stabilitätseigenschaft der Probe wird wenigstens ein Stabilitätskriterium verwendet, das unter Verwendung wenigstens einer selektierten Sorten-Charakteristik (SC) gewonnen wird, die aus der Mehrzahl der Sorten-Charakteristiken (M-SC) mit Zuordnung zu der normierten Knickkraft (K) ausgewählt wird. Insbesondere werden ein Ist-Test mit einer selektierten Ist-Sorten-Charakteristik (I-SC), ein Referenz-Test mit einer selektierten Referenz-Sorten-Charakteristik (R-SC) und ein Soll-Test mit einer selektierten Soll-Sorten-Charakteristik (S-SC) durchgeführt. Eine Testeinrichtung zur Durchführung des Testverfahrens umfasst ein Knickkraft-Messgerät, wenigstens ein Messgerät zum Messen von auf die Probe einwirkender Feuchtigkeit (F) sowie eine elektronische Einrichtung zum Verarbeiten elektronischer Daten zum Erfassen und Verarbeiten von gemessenen und selektierten ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen der Stabilitätseigenschaft einer flächigen Pappe- oder Wellpappeprobe unter Verwendung einer Testeinrichtung.
Wellpappesorten (WP-Sorten) werden grundsätzlich nach ihren Wellenarten und nach sortenbezogener Beanspruchungsart definiert. In Deutschland verwendet man eine Normung nach DIN (Deutsches Institut für Normung), die Wellenarten und Kombinationen davon mit Buchstaben G, F, E, D, B, C, A, K und die Beanspruchungsart mit einer Zahlennomenklatur erfasst. Zum Beispiel kennzeichnen die Angaben 2.20 bis 2.70 Verpackungen definierter Lager- und Transportbeanspruchung. Der Käufer oder Anwender verlässt sich bei einer Bestellung darauf, dass gemäß Wellen-/Beanspruchungsangabe (im Folgenden kurz Sortenangabe) von ihm gewünschte Qualität der Wellpappe zum Verarbeiten insbesondere in Aufricht- oder Verpackungsmaschinen sowie zur Nutzung der Verpackung gewährleistet wird. In der Praxis ist der Anwender nicht in der Lage, die Qualität gelieferter Ware schnell und anwendungsbezogen zu prüfen. Eine Prüfung verlangt heutzutage technische Ausstattung und Methoden, die nur mit aufwendigen Prüfmaschinen in Speziallaboren durchgeführt werden können. In solchen zu beauftragenden oder zu unterhaltenden Laboren wird das Wellpappematerial diagnostiziert und analysiert, indem insbesondere Durchstoßkraft, Kantenstauchwiderstand und Berstfestigkeit sämtlich bei Normklima (23°C und 50% relative Luftfeuchtigkeit) geprüft werden. Für den Anwender ist es von Bedeutung, dass Hersteller unterschiedliche Sortenzusammensetzungen (Papierqualitäten) vorsehen. Statt die vom Anwender gewünschte Zusammensetzung nach Wellenform und Papiersorten zu liefern, bietet der Hersteller häufig eine andere Zusammensetzung mit angeblich gleicher Qualität und gegebenenfalls preiswerter als die dem Anwender bekannte Sorte an.
Der Anwender muss sich auf die Angaben des Lieferanten oder Herstellers verlassen. Der unverzügliche Einsatz der gelieferten Ware erlaubt grundsätzlich keine labortech nische Prüfung, deren Ergebnis bisweilen erst nach mehreren Tagen vorliegt. Bei einem Lieferanten- oder Herstellerwechsel kommt es auf das Vertrauen zur Qualität der gewünschten Ware an. Selbst einheitliche Wellenformen oder Papiere gleicher Qualität können von Hersteller zu Hersteller, aber auch von Werken eines Herstellers zu unterschiedlicher Stabilität führen. Bisweilen führen Verständigungsprobleme über die Qualität benötigter Wellpappe zu unbrauchbaren Lieferungen. So kommt es immer wieder vor, dass Wellpappeformate in Verarbeitungsmaschinen nicht zufriedenstellend laufen. In dieser Situation entsteht häufig eine Auseinandersetzung darüber, ob entweder die Wellpappequalität unzureichend ist oder die verarbeitende Maschine Mängel aufweist, die dann gegenüber dem Hersteller oder Lieferanten der Verarbeitungsmaschine geltend gemacht werden. Werden Verarbeitungsmaschinen mit anderen als empfohlenen Sorten betrieben, so werden für unbefriedigende Ergebnisse zumeist die Maschinenhersteller in Haftung genommen.
In der dargestellten Situation besteht ein erheblicher Bedarf an einem Prüfverfahren, das mit einfachem Gerät schnell und kostengünstig vor Ort zur Prüfung der Qualität von Wellpappe oder auch anderer Pappe durchführbar ist. Besondere Prüfbedingungen, die über lange Standzeiten in Laboren erforderlich sind, sollen entfallen. Der Pappe-/Wellpappetest soll ohne technisch besonders qualifiziertes Personal durchführbar sein. Der Test mit seinen Ergebnissen soll für ein breites Spektrum von Sorten und Herstellerlieferungen anwendbar sein. Nicht nur Anwender, sondern auch Hersteller und Lieferanten sollen in die Lage versetzt sein, Pappe/Wellpappe zu liefern bzw. zu verwenden, ohne auf besondere Gütezeichen und Nachweise von labortechnischem Rang angewiesen zu sein. Der Test soll gleichermaßen für beidseitig gedeckte Wellpappe und Rollenwellpappe anwendbar sein. Auch das Preis-/Leistungsverhältnis beim Materialeinsatz soll optimiert werden. Eine Gerätschaft zum Durchführen des Verfahren soll handlich und robust und vor Ort einsetzbar sein, und zwar unter Nutzung einfacher, vor Ort vorhandener Prüfumgebung. Die Gerätschaft soll kostengünstig mit einfachen Mitteln zur Verfügung stehen.
Die erfindungsgemäßen Ziele werden mit folgenden Verfahrensschritten erreicht: (a)) Bereitstellung einer Mehrzahl von gespeicherten selektierbaren Sorten-Charakteristiken, die jeweils eine Pappe-/Wellpappe-Sorte oder Pappe-/Wellpappe-Sortengruppe zur Kennzeichnung der Pappe-/Wellpappestabilität repräsentieren, wobei die Pappe-/-Wellpappestabilität jeder Sorte oder Sortengruppe durch funktionelle Abhängigkeit normierter Knickkraft von auf die Pappe/Wellpappe einwirkender Feuchtigkeit in einem Bereich der Feuchtigkeit charakterisiert ist, der sämtlichen Charakteristiken gemeinsam ist, wobei die funktionelle Abhängigkeit der Knickkraft gegebenenfalls durch wenigstens eine weitere Einflussgröße, insbesondere die Temperatur, charakterisiert ist, und wobei die normierte Knickkraft durch eine Kraft bestimmt ist, die längs einheitlicher gerader Knicklänge beim Einknicken von flächiger zur Charakteristik gehörender Pappe-/Wellpappe auftritt; (b)) Gewinnen einer Test-Messwertgruppe durch Ermitteln von auf die einheitliche Knickklänge normierter Test-Knickkraft der Pappe-/Wellpappeprobe aufgrund einer bei gemessener Feuchtigkeit durchgeführten Knickkraftmessung, gegebenenfalls unter Messung von wenigstens einer weiteren, die ermittelte Knickkraft mitbestimmenden Einflussgröße, insbesondere von Temperatur; (c)) Durchführen einer Prüfung zur Stabilitätseigenschaft der Probe durch Herbeiführen wenigstens eines Kriteriums der Stabilitätseigenschaft, das nach Maßgabe der ermittelten normierten Knickkraft unter Verwendung wenigstens einer selektierten Sorten-Charakteristik gewonnen wird, die aus der Mehrzahl der Sorten-Charakteristiken mit Zuordnung zu der ermittelten normierten Test-Knickkraft ausgewählt wird.
Die Ziele werden auch erreicht durch eine Testeinrichtung zur Durchführung des Testverfahrens nach einem der erfindungsgemäßen Verfahrensansprüche. Die erfindungsgemäße Testeinrichtung besteht aus einer vorzugsweise mobilen, von einer Bedienperson von Hand mitführbaren Gerätschaft, umfassend ein Knickkraft-Messgerät, wenigstens ein Messgerät zum Messen von auf die Pappe-/Wellpappeprobe einwirkender Feuchtigkeit, insbesondere in Verbindung mit zugeordneter Temperaturmessung, sowie eine elektronische Einrichtung zum Verarbeiten von Daten, die ausgestattet und eingerichtet ist mit einem Mittel zum Erfassen der normierten Knickkraft, der zugehörigen gemessenen Feuchtigkeit und gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Einflussgröße der Test-Messwertgruppe, einem Mittel zum Speichern der Mehrzahl der Sorten-Charakteristiken, einem Mittel zum Selektieren wenigstens der einen Sorten-Charakteristik aus der Mehrzahl der Sorten-Charakteristiken in Zuordnung zu der normierten gemessenen Knickkraft und einem Mittel zum Ausgeben wenigstens eines die Stabilitätseigenschaft der Pappe-/Wellpappeprobe kennzeichnenden Ergebnisses.
Ein erfindungsgemäßes Knickkraftspeichermittel zur Bereitstellung und Verwendung nach einem der Verfahrensansprüche und einem der Einrichtungsansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass Knickkraftwerte in Form von Datensätzen gespeichert sind, die von als Datensatz gespeicherten Werten der Feuchtigkeit sowie von als Datensatz gespeicherten Temperaturwerten abhängig sind, wobei die gespeicherten Temperaturwerte jeweils einen Parameter für ein Datensatzpaar bilden, das für eine damit definierte Pappe-/Wellpappe die Abhängigkeit der Knickkraft von der Feuchtigkeit charakterisiert. Die Datensätze werden zum Beispiel in tabellarischer Form erfasst und einander zugeordnet.
Es ist gefunden worden, dass die Bereitstellung und Verwendung der Sorten-Charakteristiken in Verbindung mit der Knickkraftmessung und der Feuchtigkeitsmessung für die Anwendungspraxis aussagekräftige und ausreichend zuverlässige Information zu der getesteten Wellpappe liefert. Die Erfindung macht sich in besonderer Weise die Erkenntnis zu Nutze, dass Wellpappe je nach Sortenzusammensetzung in Abhängigkeit von auf sie einwirkender Feuchtigkeit (Feuchte) erheblichen und charakteristischen Unterschieden in der Stabilität (Knickfestigkeit) unterliegt. Während in Laboren Aufwand betrieben werden muss, um mehrere Testgrößen bei Normklima 23/50 (23°C und 50% relative Feuchte) zu ermitteln, gelingt es mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen aufgrund einfacher Knickkraft- und Feuchtigkeitsmessung unter Verwendung von zudem einfach bedienbarer Gerätschaft, die zum Einsatz vor Ort bequem mitgeführt werden kann, eine generelle Aussage über die getestete Wellpappe zu gewinnen. Die Erfindung nutzt einen für jede Wellpappesorte oder -sortengruppe typischen Verlauf der Knickkraft über der Feuchtigkeit, und es hat sich herausgestellt, dass sich anhand dieser typischen Charakteristiken die Stabilitätseigenschaften zufriedenstellend durch Referenzvergleich, insbesondere mit einer Extrapolations-Abschätzung nach Maßgabe ausgewählter Charakteristik in Zuordnung zu einer Wellpappeprobe in beliebiger Messumgebung bestimmen lässt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der damit vorgesehenen Zuordnung lokaler Messergebnisse zu einer Charakteristik aus einer Schar von Knickkraft-/Feuchtigkeitscharakteristiken und verfahrensgemäßer Bestimmung anhand dieser Auswahl erhält man eine signifikante Aussage zur Stabilität der Wellpappe nicht nur für die gemessene Umgebung, sondern für einen großen Bereich der Feuchtigkeit bzw. Knickkraft durch Abgleich mit zugeordneter Charakteristik. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der damit eingesetzten Testeinrichtung, die mit zum Realisieren des Verfahrens vorgesehener Software für einen Rechner und/oder angepasster Hardware eines Rechners betrieben wird, erreicht man sämtliche eingangs genannten Ziele. Man erreicht über einen breiten interessierenden, in der Praxis relevanten Anwendungsbereich eine Aussage über die Stabilität einer Wellpappe. Auf die genaue Zusammensetzung der Wellpappe kommt es nicht an.
Grundsätzlich ist es möglich, dass jeweils eine Charakteristik zu national oder international genormten Wellpappesorten erstellt wird. Die Verwendung einheitlicher bekannter Normung ist jedoch in der Praxis unbefriedigend geblieben. Zudem können erfindungsgemäß bereitgestellte Charakteristiken, die in Form von Kurven anhand von Wellpappen mit bekannter Nomenklatur erstellt werden, zur Extrapolation, das heißt zum ausreichend sicheren Rückschluss über die Wellpappestabilität in der Messumgebung, weniger geeignet sein. Insoweit zielt die Erfindung darauf ab, zur Bereitstellung der Charakteristiken ein System mit eigenständiger Nomenklatur zu erstellen. Es handelt sich dabei um eine vereinfachte neue Normung. Zum Erfassen der Charakteristiken wird eine Gruppe von Wellpappesorten definiert, die in gewählter Abstufung mit ihren Wellen (zum Beispiel B-Welle, C-Welle und BC-Doppelwelle) und ihrem Gesamtgewicht definiert werden, wobei in einem Feuchtigkeitsbereich, der sämtlichen Charakteristiken gemeinsam ist, Charakteristiken erstellt werden, die sich nicht überschneiden. Jede Charakteristik kann wenigstens näherungsweise im gemeinsamen Feuchtigkeitsbereich durch Interpolation von Messpunkten gewonnen und insbesondere wenigstens nahezu als kontinuierliche Funktion erfasst werden. Funktionskurven, die in digitalisierter Form erfasst werden können, werden im gemeinsamen Feuchtigkeitsbereich mit im Wesentlichen oder näherungsweise parallelem Verlauf erfasst. Der gegebenenfalls gemittelte Parallelabstand der Kurven wird zum Selektieren und Begrenzen von Toleranzvorgaben klein gehalten. Erfindungsgemäß werden die Kurven auch so erstellt und be reitgehalten, dass die Kurven im Abstand festgelegter Temperaturen, zum Beispiel T = 10°C, 20°C, 30°C dargestellt bzw. erfasst werden. Es ist gefunden worden, dass auch die Temperatur als Parameter zu einer Schar paralleler Knickkraft/Feuchtigkeits-Charakteristiken führt, die als solche zur Extrapolation des Ergebnisses einer Messung besonders geeignet sind.
Ein Bestandteil der erfindungsgemäßen Testeinrichtung ist das Knickkraft-Messgerät mit der genannten Knickleiste. Ein solches Messgerät ist dem Prinzip nach aus US 5,574,227 bekannt. Das bekannte Gerät ist vorgesehen, um die an einer Faltlinie auftretende Knickkraft mit Knickkraft außerhalb des Faltlinienbereichs ins Verhältnis zu setzen. Auf diese Weise kann man zwar prüfen, ob eine getestete Wellpappe in einer Verarbeitungsmaschine die gewünschte Falteigenschaft aufweist, eine Aussage über Stabilität in einem Umgebungs- bzw. Einflussbereich, abhängig von Feuchtigkeit und Temperatur, lässt sich jedoch nicht gewinnen.
Im Rahmen der Erfindung wird unter Knickkraft stets eine auf eine einheitliche gerade Knicklänge normierte Knickkraft verstanden, die in Newton/Meter (N/m) gemessen wird. Die Feuchtigkeit, die auf eine Wellpappeprobe einwirkt und gemessen wird, kann die relative Luftfeuchtigkeit oder die relative Materialfeuchtigkeit sein. Selbstverständlich basieren sämtliche Ergebnisse auf einheitlicher Feuchtigkeit. Auf unterschiedlichen Feuchtigkeitsarten basierende Messungen werden zur Vereinheitlichung ineinander umgerechnet.
Besondere Durchführungsarten des erfindungsgemäßen Testverfahrens sind ein Ist-Test, ein Referenz-Test und/oder ein Soll-Test.
Der Ist-Test besteht darin und wird derart durchgeführt, dass die selektierte Sorten-Charakteristik eine der Test-Knickkraft zugeordnete Ist-Sorten-Charakteristik ist, die dadurch aus der Mehrzahl der gespeicherten Sorten-Charakteristiken selektiert wird, dass sie die Testwerte der Test-Messwertgruppe, gegebenenfalls in vorgegebenem Toleranzbereich, aufweist.
Der Referenz-Test besteht darin und wird derart durchgeführt, dass die selektierte Sorten-Charakteristik eine der Test-Knickkraft zugeordnete Referenz-Sorten-Charakteristik ist, die aus der Mehrzahl der gespeicherten Sorten-Charakteristiken nach Maßgabe einer gewünschten vorgegebenen Pappe/Wellpappe-Sorte bzw. -Sortengruppe selektiert wird, dass aus der selektierten Referenz-Sorten-Charakteristik nach Maßgabe von zur Messwertgruppe der Probe zugehöriger gemessener Test-Feuchtigkeit, gegebenenfalls zusätzlich nach Maßgabe wenigstens einer weiteren Einflussgröße aus der Messwertgruppe, zweckmäßig der Temperatur, eine Referenz-Knickkraft ermittelt wird und dass die Referenz-Knickkraft mit der zur Messwertgruppe zugehörigen Test-Knickkraft verglichen wird. Das Vergleichsergebnis wird als Kriterium zur Aussage über die Stabilitätseigenschaft der Probe in Bezug auf die vorgegebene, unter Konditionen des Tests zur Vergleichsgrundlage herangezogene Pappe-/Wellpappe-Sorte oder -Gruppe verwendet.
Der Soll-Test besteht darin und wird derart durchgeführt, dass die selektierte Sorten-Charakteristik eine der Test-Knickkraft zugeordnete Soll-Sorten-Charakteristik ist, die aus der Mehrzahl der gespeicherten Sorten-Charakteristiken nach Maßgabe einer vorgegebenen Pappe/Wellpappe-Sorte bzw. Sortengruppe selektiert wird, dass aus der selektierten Soll-Sorten-Charakteristik nach Maßgabe von wenigstens einer Einflussgröße, insbesondere nach Maßgabe vorgegebener Feuchtigkeit und Temperatur, eine Soll-Knickkraft ermittelt wird und dass die Soll-Knickkraft mit der zur Messwertgruppe zugehörigen Test-Knickkraft verglichen wird, wobei das Vergleichsergebnis als Kriterium zur Aussage über die Stabilitätseigenschaft der Probe in Bezug auf die mit Soll-Konditionen als Vergleichsgrundlage vorgegebene Pappe-/Wellpappe-Sorte oder -Gruppe verwendet wird.
Um einen Extrapolations-Bereich für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geschätzte Wellpappesorte vorzusehen, kann wenigstens eine zur Messwertgruppe einer Probe zugehörige Größe, insbesondere die Testfeuchtigkeit, mit einer entsprechenden Sollgröße verglichen werden. Ein solcher Vergleich kann gemäß einer Art der Verfahrensdurchführung dadurch erfolgen, dass zunächst eine der Testknickkraft zugeordnete Ist-Sortencharakteristik als Extrapolationsgröße bzw. -kurve selektiert wird und aus dieser Charakteristik zu einer vorgegebenen Feuchtigkeit (Soll-Feuchtigkeit) eine Soll- Knickkraft gewonnen wird, die nach Maßgabe maximal zulässiger Knickkraft-Toleranz mit der gemessenen Test-Knickkraft verglichen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch einen Papiersortentest umfassen, der darin besteht und derart durchgeführt wird, dass zu ein und derselben Probe die Test-Knickkraft jeweils bei einem ersten Feuchtigkeit/Temperatur-Wertepaar und einem zweiten Feuchtigkeit/Temperatur-Wertepaar gemessen wird und das Verhältnis der Messergebnisse der beiden Wertepaare zur Aussage über die Anteile von Neupapier und Altpapier verwendet wird.
Vorteilhaft kann die Testeinrichtung aus einem Gerätesatz von für sich handhabbaren Geräten zusammengesetzt sein, nämlich aus dem die gemessene Knickkraft ausgebenden Knickkraftmessgerät, aus dem wenigstens die Feuchtigkeit messenden und ausgebenden Messgerät sowie aus dem Rechner, der mit Mitteln zum Eingeben der gemessenen Werte ausgestattet ist. Vorteilhaft können die Geräte kleinbauend ausgeführt sein. Sie lassen sich dann bequem in einem kompakten Gerätekoffer unterbringen.
Eine andere Ausführung besteht darin, dass die Testeinrichtung durch ein einheitliches, vorteilhaft als kompaktes, von Hand mitführbares Gerät gebildet ist, das das Knickkraftmessgerät und die elektronische Einrichtung mit einer Datenschnittstelle zwischen diesen Geräten in sich vereinigt.
Nach einer Ausgestaltung ist das Knickkraftmessgerät eingerichtet mit einer an der Pappe-/Wellpappeprobe angreifenden, die Knickung der Probe längs einer Knicklinie bewirkenden Knickleiste, die die Probe beim Knicken in zwei Flügelabschnitte unterteilt, und mit einer dem einen Flügelabschnitt zugeordneten Gegenhalterung, die beim Einklappen der Flügelabschnitte um die Knickleiste wirkt und die einen Kraftaufnehmer aufweist, der eine Knickkraft misst und feststellt, die im Zuge des Einklappen der Flügelabschnitte um die Knickleiste beim die Knicklinie erzeugenden Knickbruch der Probe entsteht.
Eine besondere Ausgestaltung des Knickkraftmessgeräts besteht darin, dass der Knickleiste ein Mittel zur Messung der Knicklänge der Probe zugeordnet ist, und dass die Testeinrichtung ein Mittel zum Normieren der mit gemessener Knicklänge relativen Knickkraft auf die Knickkraft bei einheitlicher, zweckmäßig auf einen Meter bezogener Länge aufweist. Dies hat den Vorteil, dass praktisch jede beliebige flache Pappe/Wellpappe-Probe zur Prüfung in das Gerät eingelegt werden kann, ohne dass irgendein besonderer Zuschnitt der Probe erforderlich ist.
Zweckmäßig ist das Mittel zum Speichern der Sorten-Charakteristiken so eingerichtet, dass jede Sortencharakteristik als Schar von Funktionen der normierten Knickkraft in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit mit der Temperatur als Funktionsparameter für die Kurvenschar gespeichert ist. Die Berücksichtigung und Erfassung der Temperaturabhängigkeit zur Bereitstellung und Verwendung der Sorten-Charakteristiken führt über einen breiten Anwendungsbereich von Pappe/Wellpappe zu besonders guten Ergebnissen der erfindungsgemäßen Stabilitätsbestimmung.
Die elektronische Einrichtung zum Verarbeiten der Daten der Testeinrichtung ist mit üblichen Mitteln zum Speichern, Selektieren und Adressieren bzw. Zuordnen ausgestattet, um wahlweise für sich oder in Kombination den Ist-Test, den Referenz-Test und den Soll-Test, gegebenenfalls zusätzlich mit dem Papiertest durchzuführen.
Die elektronische Einrichtung, insbesondere in Form eines Mikroprozessoren umfassenden Rechners, lässt sich mit ihren Mitteln in Betriebs- und Schaltzustände versetzen, die den einzelnen Tests zugeordnet sind und deren Ausführung bestimmen. Im Folgenden werden die Betriebs-/Schaltzustände für die Tests auch mit ”Schaltungen” benannt. Jede Schaltung kann mit üblichen Hardware- bzw. Softwaremitteln (Programmen) realisiert werden. Insoweit kommen übliche elektrische und elektronische Schaltungen zum Einsatz, die je nach Ausführung in Analogtechnik und/oder Digitaltechnik vorgesehen werden können. Zweckmäßig werden zu den Charakteristiken diskrete Werte in Datenbanken bzw. Speichermittel gespeichert, die mit üblichen Bauelementen wie Logikgattern, Mikroprozessoren und Datenspeichern nach Maßgabe der erfindungsgemäßen Schaltungen verwaltet und verarbeitet werden.
Vorteilhaft wird ein Knickkraft-Speichermittel vorgesehen, dass Knickkraftwerte in Form von Datensätzen speichert, die von als Datensatz gespeicherten Werten der Feuch tigkeit sowie von als Datensatz gespeicherten Temperaturwerten abhängig sind, wobei die gespeicherten Temperaturwerte jeweils ein Parameter für ein Datensatzpaar bilden, das für eine damit definierte Pappe-/Wellpappe die Abhängigkeit der Knickkraft von der Feuchtigkeit charakterisiert. Besonders vorteilhaft kann das Knickkraft-Speichermittel als separates Speichermedium, nämlich in Form eines Datenspeichers zum Speichern digitaler Daten bzw. Informationen ausgeführt sein, insbesondere in Form eines einsteckbaren Speicherbausteines, z. B. als Steckkarte. Derartige elektronische Speichermedien können auch mit Funktionen zum Realisieren der erfindungsgemäßen Testschaltungen ausgestattet sein.
Von besonderem Vorteil ist es auch, dass die zum Abruf sowie zur Selektion gespeicherten Sorten-Charakteristiken mit einem Messgerät gewonnen werden, das dem zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Messgerät entspricht. Man erreicht dadurch in besonderem Maß Kompatibilität zwischen den gemessenen Werten und den gespeicherten Werten ohne sonst gegebenenfalls erforderliche Datenanpassung. Insbesondere sind die Ergebnisse in Bezug auf ein eingangs genanntes eigenes Nomenklatursystem von besonderem Nutzen hinsichtlich zuverlässiger Aussagen für ein breites Spektrum der Stabilitätsprüfung von Pappe-/Wellpappesorten.
Unteransprüche sind auf die genannten und noch andere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet. Besonders zweckmäßige Ausbildungsformen oder -möglichkeiten der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen
1 Bestandteile einer erfindungsgemäßen Testeinrichtung,
2 die Bedien- und Anzeigetafel einer erfindungsgemäße Testeinrichtung,
3 einen Ausschnitt aus einer Mehrzahl von Sorten-Charakteristiken zur Verwendung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, und
4 ein Diagramm zum Darstellen von erfindungsgemäßen Verfahrensabläufen mit elektrischen bzw. elektronischen Mitteln der erfindungsgemäßen Testeinrichtung.
Eine erfindungsgemäße Testeinrichtung gemäß 1 umfasst ein Knickkraft-Messgerät 1, ein Messgerät 2 zum Messen von auf eine Wellpappeprobe 9 einwirkender relativer Luftfeuchtigkeit F_T sowie zum Messen der zugehörigen Lufttemperatur T_T und als elektronische Einrichtung einen Rechner 3, der zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
Das Knickkraft-Messgerät 1 umfasst eine Klappenanordnung mit einer Lastklappe 101 und einer Hebeklappe 102. Die beiden Klappen 101, 102 sind um eine Schwenkachse 100 schwenkbar aneinander angelenkt. In der Schwenkachse 100 erstreckt sich eine Knickleiste 11. Die Klappen 101, 102 weisen plane Auflageflächen zur Aufnahme einer flächigen Wellpappeprobe 9 auf. Die Knickleiste 11 ist mit einem Spalt gegenüber den Klappen 101, 102 angeordnet, in dem die Wellpappeprobe 9, ausgehend von ebener flächiger Lage, zur Knickanlage an die Knickleiste 11 gelangt. Die Lastklappe 101 liegt an ihrer freien Seite auf einer Gegenanlage 13 auf, die mit einem nicht näher dargestellten Kraftaufnehmer 14, z. B. einer elektronischen Waage ausgestattet ist. Die Gegenanlage 13 sowie seitliche Lager zur Schwenkverbindung der beiden Klappen 101, 102 sowie zum Lager der Knickleiste 11 sind auf einer Konsole 103 angeordnet.
Die Klappen 101, 102 sind mit hochstehenden Halterändern 17 versehen, die eine Anlage zum seitlichen Positionieren der Wellpappeprobe 9 bilden. Der Kraftaufnehmer 14 ist in festem Abstand zur Schwenkachse 100 angeordnet. Er misst die Momentenkraft, die die Lastklappe 101 beim Betätigen der Hebeklappe 102 ausübt. Die Hebeklappe 102 wird dadurch betätigt, dass sie um die Schwenkachse 100 hochgeschwenkt wird. Dieses Hochschwenken kann manuell erfolgen, oder es wird mittels eines motorischen, an der Konsole 103 gelagerten Schwenkantriebs 16 durchgeführt.
Die Knickkraft K_t wird dadurch gemessen, dass die Hebeklappe 102 aus beiden Klappen gemeinsamer Klappen-Ausgangsebene hochgeschwenkt wird, so dass die Wellpappe probe 9 mit Flügelabschnitten 91, 92 um die Knickleiste 11 einklappt. Dabei wird der an der Hebeklappe 102 anliegende Flügelabschnitt 92 zunehmend hochgeklappt, während der andere Flügelabschnitt 91 mit der Lastklappe 101 im Wesentlichen in der insbesondere horizontalen Ausgangsebene liegen bleibt. Im Zuge des Einklappens nimmt die mit dem Kraftaufnehmer 14 gemessene Momentenkraft bis zu einem die Knickkraft K_t definierenden Höchstwert zu, nämlich bis zu einer Kraft, die das Durchknicken der Wellpappeprobe 9 im Zuge des Einklappens bewirkt. Es handelt sich um einen Knickbruch, der senkrecht zur Wellenrichtung der Wellpappeprobe 9 auftritt. In Betracht kommt es auch, die Knickkraft von Wellpappeproben 9 unter jedem anderen Winkel der Wellpappe-Welle zur Knickleiste 11, auch in Parallelausrichtung, zu messen. Es kommt aber darauf an, dass sämtliche Wellpappeproben mit einheitlicher Ausrichtung ihrer Welle, gegebenenfalls einer Hauptwelle bei sich kreuzenden Wellen von mehrlagiger Wellpappe, gemessen werden. Dazu dient im Ausführungsbeispiel die mit der Welle parallele Randanlage der Wellpappeprobe 9 gegen die Halte-/Anlageränder 17 der Klappen 101, 102. Ansonsten ist man frei in der Wahl von Probestücken, die zum Test einfach und kleinstückig von gelieferter Ware abgetrennt werden können.
Die Knicklänge L_t der Wellpappeprobe 9 unter der Knickleiste 11 ist beliebig. Sie wird zum Beispiel mit einem Millimetermaß, dessen Skala 15 zu sehen ist, gemessen. Jede andere Distanzmessung kann vorgesehen werden.
Im Ausführungsbeispiel ist der Kraftaufnehmer 14 über eine Leitung mit dem Rechner 3 verbunden. Der Kraftaufnehmer 14 kann ausgebildet sein, um die Knickkraft K_t zu speichern und an den Rechner 3 weiterzugeben. Möglich ist es auch, dass der Rechner 3 die Höchstkraft K_t zur Auswertung speichert.
Die bei gemessener Knicklinienlänge L_t gemessene relative Knickkraft K_t wird auf einheitliche Knicklänge (Normbreite), zweckmäßig auf einen Meter normiert. Zur Auswertung mittels des Rechners 3 steht darin die normierte Knickkraft K_T mit der Einheit N/m zur Verfügung.
Eine Bedienungs- und Anzeigetafel 30 des Rechners 3, wie aus 2 ersichtlich, umfasst Felder ”Prüfumgebung”, ”Prüfmuster” und ”Prüfergebnis”.
Das Feld ”Prüfumgebung” erfasst die an der Testeinrichtung gemessene Testtemperatur T_T (Anzeige A), die dazu gemessene relative Feuchtigkeit (Feuchte) F_T (Anzeige B) sowie eine als zulässig vorgegebene maximale relative Feuchtigkeit F_S (Anzeige C). Im Ausführungsbeispiel werden die Werte von Hand eingegeben, und zwar mit Mitteln I3, I4 und I6, mit denen sich die Werte mit Plus/Minus-Tasten in vorgegebener Stufung zunehmend oder abnehmend von Hand eingeben lassen.
Im Feld ”Prüfmuster” wird die gemessene Knicklinienlänge L_t mit einer Plus/Minus-Tasteneingabe I2 und einer Anzeige E eingegeben. Dort wird auch die Anzahl von Testmessungen erfasst. Gegebenenfalls ist es ausreichend, dass mit dem Knickkraft-Messgerät 1 an einer Wellpappeprobe 9 nur eine einzige Messung mit einer Test-Messwertgruppe K_T, F_T, T_T durchgeführt wird. Um Abweichung durch Streuung zu minimieren, ist es ohne Weiteres möglich, bei ein und denselben Feuchtigkeits-/Temperaturwerten F_T, T_T die Knickkraft mehrfach zu messen und mittels des Rechners 3 einen Mittelwert K_T zu bilden. Zweckmäßig wird die Anzahl der Messungen, im Ausführungsbeispiel fünf, automatisch mittels des Rechners 3 erfasst. Gegebenenfalls kann sie über Plus/Minus-Tasteneingabe I7 auch eingegeben werden.
In dem Feld ”Prüfmuster” wird eine vom Anwender gewünschte, vorgegebene Wellpappesorte S-WP eingegeben (Anzeige D), die eindeutig zu einer Mehrzahl von in dem Rechner 3 gespeicherten Sorten-Charakteristiken M-SC gehört und daraus ausgewählt wird. Die entsprechend ausgewählte Charakteristik wird, wie dies noch erläutert wird, insbesondere als Referenz-Charakteristik R-SC verwendet.
In dem Feld ”Prüfergebnis” werden Ergebnisse des Wellpappetests angezeigt. Die Anzeige (a) gibt einen aus der Referenz-Charakteristik R-SC resultierenden Knickkraft-Referenzwert K_RT wieder, der zur Prüfumgebung gehört und sich auf die vorgegebene Wellpappe S-WP bezieht.
Eine Anzeige (b) liefert die auf eine einheitliche Knicklänge normierte Knickkraft K_T als gemessenen Ist-Wert. Die Anzeige (c1) gibt in Prozent die Differenz Δ_T = K_T – K_RT wieder. Dazu gehört eine Ja/Nein-Anzeige, z. B. eine Grün/Rot-Anzeige (c2). Über schreitet die absolute Differenz (Abweichung) Δ_T einen maximal zulässigen, im Rechner 3 gespeicherten vorgegebenen absoluten Toleranzwert Δ_TMAX, so erweist sich die Abweichung der zu der gemessenen Knickkraft K_T zugehörigen, aus der Sortenskala M-SC ermittelten Wellpappe I-WP als zu groß gegenüber der vorgegebenen Soll-Referenz-Wellpappe S-WP. Die Wellpappesorte I-WP, die zu der Knickkraft K_T gehört, wird mit einer Anzeige (f) angezeigt.
Im Ausführungsbeispiel gehört zu einer als maximal zulässig eingegebenen relativen Feuchtigkeit (Anzeige C) eine Knickkraft K_S, die mit einer Anzeige (d) angezeigt wird. Eine Anzeige (e1) zeigt in Prozent die Differenz Δ_S = K_T – K_S an. Eine Ja/Nein-Anzeige (e2) zeigt an, ob die Differenz (Abweichung) Δ_S zulässig ist (Grünanzeige G) oder nicht (Rotanzeige R). Diese Bewertung erfolgt anhand einer vorgegebenen, im Rechner 3 gespeicherten, maximal tolerierten Differenz Δ_SMAX.
Die Anzeigen (c1), (c2) sind das Ergebnis eines Referenz-Tests, während die Anzeigen (e1), (e2) das Ergebnis eines Soll-Tests sind. Das Ergebnis der Anzeige (f) wird durch einen Ist-Test ermittelt. Die Schaltkonstellationen und Abläufe zu den einzelnen Tests werden nachfolgend noch anhand der 3 und 4 erläutert.
Obwohl der Referenz-Test nachweist, dass die gemessene Wellpappeprobe 9 einer WP-Sorte entspricht (Anzeige (f)), die der an sich vorgegebenen gewünschten WP-Sorte S-WP nicht genügt, so stellt der Test aber doch fest, dass die Wellpappe der gemessenen Probe dann, wenn sie bei der gemessenen Temperatur T_T in einem Feuchtigkeitsbereich Δ_P = F_S – F_T eingesetzt wird, den gewünschten Stabilitätsanforderungen gerecht werden sollte.
Aus dem Diagramm der 3 sind im vereinfachten Beispiel Vorgaben, Verhältnisse und Ergebnisse, die mit der Tafel 30 gemäß 2 angezeigt werden und den genannten Tests zugrunde liegen, ersichtlich.
Das Diagramm der 3 stellt Sorten-Charakteristiken M-SC einer Wellpappe S-WP mit der Temperatur T als Parameter dar, und zwar mit den Kurven für T = 10°C, 20°C und 30°C. Die normierte Knickkraft K ist über der Feuchtigkeit F aufgetragen. Der nor mierten Knickkraft K ist eine dimensionslose Skala von 0 bis 10 zugeordnet. Man kann annehmen, dass diese Skala Knickkräften von 0 bis 10 N/m entspricht. Im Ausführungsbeispiel basieren die Charakteristiken auf der in Prozent gemessenen relativen Feuchtigkeit. Für die physikalischen Größen und gleichermaßen für deren Werte werden die angegebenen Buchstaben zur Benennung verwendet.
Für das Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass es sich bei der Sorte S-WP um eine doppellagige Wellpappe BC 2.60 mit den Wellen B, C und der Lager-/Transportqualität 2.60 handelt. Diese WP-Sorte wird z. B. vom Anwender gewünscht. Der erfindungsgemäße Wellpappe-Test erfolgt bei der Temperatur T_T = T_S = 20°C. Bei dieser Tempeatur wird die Wellpappe S-WP aus der Schar der drei Kurven durch die mittlere Referenz-Charakteristik R-SC/S-SC repräsentiert. Die relative Feuchtigkeit F_T wird mit 55% gemessen. Die Charakteristik R-SC/S-SC liefert zu F_T = 55% eine normierte Test-Referenzknickkraft K_RT = 4,9.
Die durch Messung gewonnene normierte Test-Knickkraft beträgt K_T = 4,2. Erfindungsgemäß wird die Test-Messwertgruppe K_T, F_T, T_T als Stützstelle für eine Extrapolation verwendet. So wird zu der Test-Messwertgruppe, wie dies noch beschrieben wird, die Ist-Charakteristik I-SC selektiert. Diese Kurvencharakteristik, die im Ausführungsbeispiel zu einer WP-Sorte BC 2.40 gehören soll, ist in 3 gestrichelt eingetragen.
In 3 ist eine maximal zulässige Differenz Δ_TMAX = K_MAX – K_RT eingetragen. Im Beispielsfall ist Δ_T = K_T – K_RT = –14%. Dieser Wert ist absolut größer als die maximal zulässige absolute Differenz Δ_TMAX. Damit ist die zu der Ist-Charakteristik I-SC mit BC 2.40 (Anzeige f) ermittelte WP-Sorte (I-WP) nicht ausreichend übereinstimmend mit der gewünschten Sorte S-WP (BC 2.60).
Im Ausführungsbeispiel soll die Charakteristik der Wellpappe S-WP (BC 2.60) zugleich als Prüfmuster- oder Sollcharakteristik S-SC bei T_S = 20°C dienen. Wird nun, wie im Fall des Beispiels, eine maximale Feuchtigkeit F_S = 75% zugelassen, so liefert die Charakteristik S-SC die Sollknickkraft K_S = 4,0.
Aus dem Diagramm der 3 wird im Beispielsfall deutlich, dass die Differenz Δ_S = K_T – K_S mit +5% (Anzeige e1) klein ist. Es wird sogar eine maximale absolute Abweichung Δ_SAMX = K_T – K_SMAX mit K_SMAX = 3,1 zugelassen. Damit liegt die tatsächliche absolute Abweichung Δ_S = K_T – K_S mit 5% bei T = 20°C sicher im zulässigen Bereich. Die absolute Abweichung Δ_SMAX kann relativ groß gewählt werden, da die Charakteristiken im interessierenden Bereich Δ_P = F_S – F_T relativ flach und im Wesentlichen parallel verlaufen.
Anhand der 4 werden die einzelnen Schaltungen des Rechners 3 zur Durchführung der Tests beschrieben und weitere Eintragungen im Diagramm der 3 erläutert.
Ein Mittel 3.1 berechnet die normierte Test-Knickkraft K_T aufgrund der gemessenen Werte K_t und L_t. Das Ausgabemittel 3.2 stellt den Wert der normierten Test-Knickkraft K_T rechnerintern zur Verfügung. Das Mittel 3.3 zeigt den Wert der Knickkraft K_T nach außen an (Anzeige (b)).
Für den Ist-Test werden Mittel 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 und 3.8 vorgesehen und zur Schaltung wirksam. Das Mittel 3.4 stellt eine Mehrzahl von gespeicherten Sorten-Charakteristiken M-SC bereit. Das Mittel 3.4 ist zudem mit einem Selektionsmittel 3.5 eingerichtet, das aus den Sorten-Charakteristiken M-SC eine Charakteristik nach Maßgabe einer steuernden Selektionsgröße auswählt. Für den Ist-Test stellt die vorgegebenen Wellpappe S-WP (BS 2.60) die Selektionsgröße dar mit der Folge, dass ein Halte- und Selektionsmittel 3.6 die Ist-Charakteristik I-SC erfasst und zur weiteren Selektion oder Zuweisung nach Maßgabe der Charakteristik bereithält. Ein Mittel 3.7 zur Sortenzuweisung weist der selektierten Ist-Charakteristik I-SC die zugehörige Bezeichnung I-WP zu (ermittelte WP-Sorte BS 2.40). Ein Ausgabe/Anzeige-Mittel 3.8 zeigt die WP-Sorte an (Anzeige (f)).
Das Selektionsmittel 3.5 nutzt die Stütz-Wertegruppe T_T, F_T, K_T, um die zugehörige Charakteristik aufzufinden und anzusprechen. Dabei wird zweckmäßig ein vorgegebener Toleranzbereich zugelassen, um zu einer Stütz-Wertegruppe die nächstliegende Charakteristik aus der Schar der bereitgestellten Charakteristiken zu wählen.
Zur Durchführung des Referenz-Tests werden Mittel 3.4, 3.5, 3.9, 3.10, 3.11 und 3.12 vorgesehen und zur Schaltung wirksam.
Gleichermaßen wie bei dem Ist-Test wird nach Maßgabe der Referenz-WP-Sorte S-WP durch die Mittel 3.4 und 3.5 die zugehörige Charakteristik selektiert, und zwar in diesem Fall als selektierte Referenz-Charakteristik R-SC. Ein Halte- und Selektionsmittel 3.9 der Referenz-Charakteristik R-SC hält diese bereit und spricht auf die bei T_T gemessene Feuchtigkeit F_T an und gibt infolge dieser Werte aus der Charakteristik R-SC die zugehörige Referenz-Knickkraft K_RT aus, die durch ein Ausgabemittel 3.10 an ein Vergleichsmittel 3.11 zum Berechnen der Test-Referenz-Abweichung der Knickkraft gegeben wird. Die Differenz Δ_T = K_T – K_RT wird mit einem Mittel 3.12 ausgegeben bzw. angezeigt (Anzeige (c)).
Zum Durchführen des Soll-Tests werden Mittel 3.4, 3.5, 3.13, 3.14, 3.15 und 3.17 vorgesehen und zur Schaltung wirksam.
Selektions-Basis auch des Soll-Tests ist zunächst die infolge der vorgegebenen WP-Sorte S-WP durch die Mittel 3.4, 3.5 selektierte Charakteristik, die nun als Soll-Charakteristik S-SC verwendet wird. Wieder ist die Charakteristik, die zu dem Temperaturparameter T_T = T_S = 20°C gehört, insbesondere mit vorgegebenem Toleranzbereich, selektiert. Ein Halte- und Selektionsmittel 3.13 hält die Charakteristik S-SC zur Eingabe eines maximal zulässigen Feuchtigkeitswertes F_S bereit, und die Eingabe bewirkt nach Maßgabe der Charakteristik S-SC die Selektion der zugehörigen Knickkraft K_S, die mit einem Mittel 3.14 an ein Vergleichsmittel 3.15 ausgegeben wird, das die Soll-Test-Abweichung Δ_S = K_T – K_S berechnet. Der Differenzwert Δ_S wird mittels eines Mittels 3.17 ausgegeben bzw. angezeigt (Anzeige e1).
Wie bereits anhand der 3 erläutert, wird die Differenz (Abweichung) Δ_S dadurch bewertet, dass sie absolut nicht größer sein darf als ein maximaler vorgegebener Toleranzwert Δ_SMAX = K_T – K_SMAX. Dieser Vergleich kann mit dem den vorgegebenen/maximalen Toleranz-Wert K_SMAX als Vergleichswert speichernden Mittel 3.15 oder 3.17 durchgeführt werden. Sofern die Differenz nicht größer als Δ_SMAX ist, erhält man mit der Anzeige (e2) die positive Anzeige (G).
Eine andere Ausführung zum Relativieren der Zulässigkeit der Abweichung Δ_S besteht darin, dass ein im Ausführungsbeispiel bei T_S = 20°C maximal zugelassener Feuchtigkeitsbereich mit Δ_P = F_S – F_T berechnet und darauf begrenzt wird. Diese Berechnung und Begrenzung erfolgt mit einem Mittel 3.16. Gegebenenfalls wird bereits mit der Eingabe I6 in den Rechner 3 die Eingabe auf eine mit Δ_P maximal zulässige bzw. mögliche Feuchtigkeit F_S begrenzt.
Eine andere Bewertung von zulässiger Abweichung des Soll-Tests mit dem Mittel 3.15 besteht nach einer Ausführungsform der Erfindung darin, dass die maximal zulässige bzw. gewünschte Feuchtigkeit F_S in Verbindung mit der zu der gemessenen Knickkraft K_T ermittelten, zur Extrapolation genutzten Sorten-Charakteristik I-SC verwendet wird. Wie zuvor beschrieben, wird zunächst die Ist-Charakteristik I-SC ermittelt. Das Halte- und Selektionsmittels 3.6 stellt die selektierte Ist-Charakteristik I-SC bereit. Mittels der Soll-Feuchtigkeit F_S wird durch Selektion aus der Charakteristik I-SC die zugehörige Knickkraft K_IS bestimmt. Dieses Wertepaar ist in 3 eingetragen. Das Mittel 3.15 wird dann mit einem weiteren Vergleichsmittel ausgestattet, das prüft, ob Δ_S = K_T – K_S in einem Wertebereich Δ_IS = K_T – K_IS bleibt. Gegebenenfalls wird auch nach dieser Maßgabe die maximal zulässige Eingabe der Feuchtigkeit (Eingabe I6) begrenzt.
Die beschriebenen Vergleiche der Werte zum Durchführen der Toleranzabfragen können absolut oder relativ durchgeführt werden. Zum Beispiel werden für die Referenzabweichung Δ_T eine negative Abweichung nach unten (Anzeige (c1)) und für die Sollabweichung Δ_S eine positive Abweichung nach oben (Anzeige (e1)) festgestellt. Der oder die Vergleiche können so eingerichtet und eingestellt werden, dass für zunehmende (positive) und abnehmende (negative) Abweichung von dem Bezugswert oder der Bezugswertegruppe unterschiedliche Toleranzen vorgegeben werden. Die Toleranzen können an unterschiedliche Steigungsverläufe der Charakteristiken angepasst werden, wobei größeren Steigungen entsprechend kleinere Toleranzen zugeordnet werden.
Die erfindungsgemäße Testeinrichtung kann zusätzlich verwendet werden, um einen Papiersortentest durchzuführen. Der Rechner 3 ist für diesen Test mit einem Mittel 3.18 zum Erfassen von Knickkräften einer Wellpappeprobe 9 bei zwei Feuchtigkeitswerten ausgestattet. Ein Mittel 3.19 vergleicht ermittelte Werte K1/F1 und K2/F2 miteinander. Ein Mittel 3.20 ist z. B. mit einer Tabelle ausgestattet, die Anteile von Alt- und Neupapier beinhaltet. Dieses Mittel 3.20 wählt infolge der gemessenen Relationen die Anteilsfaktoren aus. Diese werden zur Anzeige der Papiersorte mit einem Mittel 3.21 ausgegeben bzw. angezeigt. Hier macht sich die Erfindung zu nutze, dass Alt-/Recyclingpapiere stärker Feuchtigkeit als Neu-/Kraftlinerpapiere aufnehmen, so dass aus den ins Verhältnis gesetzten Quotienten K/F die tabellarisch oder in anderer geeigneter Relation festgelegte Aussage über die Anteile resultiert. Mit den Wertepaaren K1, F1 und K2, F2 kann eine zugehörige Steigung K/F einer Charakteristik K(F) berechnet werden. Die Steigung bzw. die Charakteristik werden einer Steigung bzw. Charakteristik aus einer Schar von mit dem Mittel 3.20 gespeicherten Steigungen bzw. Charakteristiken zugeordnet, die die Papierqualität repräsentieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5574227 [0011]

Claims

Verfahren zum Testen der Stabilitätseigenschaft einer flächigen Pappe- oder Wellpappeprobe (9) unter Verwendung einer Testeinrichtung, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellung einer Mehrzahl von gespeicherten selektierbaren Sorten-Charakteristiken (M-SC), die jeweils eine Pappe-/Wellpappe-Sorte oder Pappe-/Wellpappe-Sortengruppe zur Kennzeichnung der Pappe-/Wellpappestabilität repräsentieren, wobei die Pappe-/Wellpappestabilität jeder Sorte oder Sortengruppe durch funktionelle Abhängigkeit normierter Knickkraft (K) von auf die Pappe/Wellpappe einwirkender Feuchtigkeit (F) in einem Bereich der Feuchtigkeit (F) charakterisiert ist, der sämtlichen Charakteristiken gemeinsam ist, wobei die funktionelle Abhängigkeit der Knickkraft (K) gegebenenfalls durch wenigstens eine weitere Einflussgröße, insbesondere die Temperatur (T), charakterisiert ist, und wobei die normierte Knickkraft (K) durch eine Kraft bestimmt ist, die längs einheitlicher gerader Knicklänge beim Einknicken von flächiger zur Charakteristik gehörender Pappe-/Wellpappe auftritt; b) Gewinnen einer Test-Messwertgruppe (K_T, F_T _, T_T) durch Ermitteln von auf die einheitliche Knickklänge normierter Test-Knickkraft (K_T) der Pappe-/Wellpappeprobe (9) aufgrund einer bei gemessener Feuchtigkeit (F_T) durchgeführten Knickkraftmessung, gegebenenfalls unter Messung von wenigstens einer weiteren, die ermittelte Knickkraft (K_T) mitbestimmenden Einflussgröße, insbesondere von Temperatur (T_T); c) Durchführen einer Prüfung zur Stabilitätseigenschaft der Probe (9) durch Herbeiführen wenigstens eines Kriteriums der Stabilitätseigenschaft, das nach Maßgabe der ermittelten normierten Knickkraft (K_T) unter Verwendung wenigstens einer selektierten Sorten-Charakteristik (SC) gewonnen wird, die aus der Mehrzahl der Sorten-Charakteristiken (M-SC) mit Zuordnung zu der ermittelten normierten Test-Knickkraft (K_T) ausgewählt wird.
Testverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ist-Test darin besteht und derart durchgeführt wird, dass die selektierte Sorten-Charakteristik (SC) eine der Test-Knickkraft (K_T) zugeordnete Ist-Sorten-Charakteristik (I-SC) ist, die dadurch aus der Mehrzahl der gespeicherten Sorten-Charakteristiken (M-SC) selektiert wird, dass sie die Testwerte (K_T _, F_T, T_T) der Test-Messwertgruppe, gegebenenfalls in vorgegebenem Toleranzbereich, aufweist.
Testverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der Selektion mit einer der selektierten Sorten-Charakteristik (SC) zugehörigen, als Kriterium dienenden Sortenbezeichnung dargestellt wird (Anzeige (f)).
Testverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenz-Test darin besteht und derart durchgeführt wird, dass die selektierte Sorten-Charakteristik (SC) eine der Test-Knickkraft (K_T) zugeordnete Referenz-Sorten-Charakteristik (R-SC) ist, die aus der Mehrzahl der gespeicherten Sorten-Charakteristiken (M-SC) nach Maßgabe einer gewünschten vorgegebenen Pappe/Wellpappe-Sorte bzw. -Sortengruppe (S-WP) selektiert wird, dass aus der selektierten Referenz-Sorten-Charakteristik (R-SC) nach Maßgabe von zur Messwertgruppe (K_T _, F_T _, T_T) der Probe (9) zugehöriger gemessener Test-Feuchtigkeit (F_T), gegebenenfalls zusätzlich nach Maßgabe wenigstens einer weiteren Einflussgröße aus der Messwertgruppe (K_T, F_T, T_T), eine Referenz-Knickkraft (K_RT) ermittelt wird und dass die Referenz-Knickkraft (K_RT) mit der zur Messwertgruppe (K_T, F_T, T_T) zugehörigen Test-Knickkraft (K_T) verglichen wird, wobei das Vergleichsergebnis als Kriterium zur Aussage über die Stabilitätseigenschaft der Probe (9) in Bezug auf die vorgegebene, unter Konditionen des Tests zur Vergleichsgrundlage herangezogene Pappe-/Wellpappe-Sorte oder -Gruppe verwendet wird (Anzeige c1, c2).
Testverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Test darin besteht und derart durchgeführt wird, dass die selektierte Sorten-Charakteristik (SC) eine der Test-Knickkraft (K_T) zugeordnete Soll-Sorten-Charakteristik (S-SC) ist, die aus der Mehrzahl der gespeicherten Sorten-Charakteristiken (M-SC) nach Maßgabe einer vorgegebenen Pappe/Wellpappe-Sorte bzw. Sortengruppe (S-WP) selektiert wird, dass aus der selektierten Soll-Sorten-Charakteristik (S-SC) nach Maßgabe von wenigstens einer Einflussgröße, insbesondere nach Maßgabe vorgegebener Feuchtigkeit (F_S) und Temperatur (T_S), eine Soll-Knickkraft (K_S) ermittelt wird und dass die Soll-Knickkraft (K_S) mit der zur Messwertgruppe (K_T _, F_T, T_T) zugehörigen Test-Knickkraft (K_T) verglichen wird, wobei das Vergleichsergebnis als Kriterium zur Aussage über die Stabilitätseigenschaft der Probe in Bezug auf die mit Soll-Konditionen als Vergleichsgrundlage vorgegebene Pappe-/Wellpappe-Sorte (S-WP) oder -Gruppe verwendet wird (Anzeige e1, e2).
Testverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zur Messwertgruppe (K_T, F_T, T_T) einer Probe (9) zugehörige gemessene Größe, insbesondere die Test-Feuchtigkeit (F_T), mit einer entsprechenden Soll-Einflussgröße (F_S) verglichen wird und das Vergleichsergebnis zusätzlich zur relativierten Aussage über die Stabilitätseigenschaft der Probe verwendet wird.
Testverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Papiersorten-Test darin besteht und derart durchgeführt wird, dass zu ein und derselben Probe die Test-Knickkraft (K_T) jeweils bei einem ersten Feuchtigkeit/Temperatur-Wertepaar (F1, K1) und einem zweiten Feuchtigkeit/Temperatur-Wertepaar (F2, K2) gemessen wird und das Verhältnis der Messergebnisse der beiden Wertepaare zur Aussage über die Anteile von Neupapier und Altpapier verwendet wird (Anzeige g).
Testeinrichtung zur Durchführung des Testverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung aus einer Gerätschaft besteht, umfassend ein Knickkraft-Messgerät (1), wenigstens ein Messgerät (2) zum Messen von auf die Pappe-/Wellpappeprobe (9) einwirkender Feuchtigkeit (F_T), insbesondere in Verbindung mit zugeordneter Temperaturmessung (T_T), sowie eine elektronische Einrichtung zum Verarbeiten elektronischer Daten, die ausgestattet und eingerichtet ist mit einem Mittel zum Erfassen der normierten Knickkraft (K_T), der zugehörigen gemessenen Feuchtigkeit (F_T) und gegebenenfalls wenigstens einer weiteren Einflussgröße (T_T) der Test-Messwertgruppe (K_T _, F_T, T_T), einem Mittel (3.4) zum Speichern der Mehrzahl der Sorten-Charakteristiken (M-SC), einem Mittel zum Selektieren (3.5) wenigstens der einen Sorten-Charakteristik (SC) aus der Mehrzahl der Sorten-Charakteristiken (M-SC) in Zuordnung zu der normierten gemessenen Knickkraft (K_T) und einem Mittel (3.3, 3.8, 3.12, 3.17) zum Ausgeben wenigstens eines die Stabilitätseigenschaft der Pappe-/Wellpappeprobe (9) kennzeichnenden Ergebnisses.
Temperatureinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Knickkraftmessgerät (1) eingerichtet ist mit einer an der Pappe-/Wellpappeprobe (9) angreifenden, die Knickung der Probe (9) längs einer Knicklinie bewirkenden Knickleiste (11), die die Probe (9) beim Knicken in zwei Flügelabschnitte (91, 92) unterteilt, und mit einer dem einen Flügelabschnitt (91) zugeordneten Gegenhalterung (13), die beim Einklappen der Flügelabschnitte (91, 92) um die Knickleiste (11) wirkt und die einen Kraftaufnehmer (14) aufweist, der eine höchste Knickkraft (K_t) misst und feststellt, die im Zuge des Einklappens der Flügelabschnitte (91, 92) um die Knickleiste (11) beim die Knicklinie erzeugenden Knickbruch der Probe entsteht.
Testeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung aus einem Gerätesatz von für sich handhabbaren Geräten besteht, nämlich aus dem die gemessene Knickkraft (K_t) ausgebenden Knickkraftmessgerät (1), aus dem wenigstens die Feuchtigkeit (F_T) messenden und ausgebenden Messgerät (2) sowie aus der elektronischen Einrichtung, die mit Mitteln zum Eingeben der gemessenen Werte (K_t, F_T, T_T) ausgestattet ist.
Testeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinrichtung durch ein einheitliches Gerät gebildet ist, das das Knickkraftmessgerät (1) und die elektronische Einrichtung mit einer Datenschnittstelle zwischen diesen Geräten in sich vereinigt.
Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Knickleiste (11) des Knickkraftmessgeräts (1) ein Mittel (15) zur Messung der Knicklänge (L_t) der Probe (9) zugeordnet ist und dass die Testeinrichtung ein Mittel (3.1) zum Normieren der bei gemessener Knicklänge (L_t) relativen Knickkraft (K_t) auf die Knickkraft (K_T) bei einheitlicher Länge aufweist.
Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (3.4) zum Speichern der Sorten-Charakteristiken (M-SC) jede Sortencharakteristik (SC) als Schar von Funktionen der normierten Knickkraft (K) in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit (F) mit der Temperatur (T) als Funktionsparameter speichert.
Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichung zum Durchführen eines Referenz-Testes derart eingerichtet ist, dass das Mittel (3.4) zum Speichern der Sorten-Charakteristiken (M-SC) mit einem Selektionsmittel (3.5) eingerichtet ist, das die selektierte Charakteristik als selektierte Referenz-Charakteristik (R-SC) nach Maßgabe wenigstens eines durch eine Pappe-/Wellpappe-Sollsorte bestimmten Sorten-Parameters (S-WP) auswählt, und dass die selektierte Referenz-Charakteristik (R-SC) mit einem Selektionsmittel (3.9) eingerichtet ist, das nach Maßgabe wenigstens eines Test-Parameters (F_T, T_T) eine Referenz-Knickkraft (K_RT) zum Referenzvergleich mit zugehöriger Test-Knickkraft (K_T) bestimmt (Anzeigen c1, c2).
Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung zum Durchführen eines Soll-Tests derart eingerichtet ist, dass das Mittel (3.4) zum Speichern der Sorten-Charakteristiken (M-SC) mit wenigstens einem Selektionsmittel (3.5) eingerichtet ist, dass wenigstens eine selektierte Charakteristik (S-SC; I-SC) nach Maßgabe wenigstens einer vorgegebenen Pappe-/Wellpappesorte (S-WP; I-WP) auswählt, und dass die wenigstens eine selektierte Soll-Charakteristik (S-SC; I-SC) mit einem Selektionsmittel (3.13; 3.6) eingerichtet ist, das nach Maßgabe wenigstens einer vorgegebenen Größe (F_S, T_S) eine Soll-Knickkraft (K_S, K_IS) zum Sollvergleich mit zugehöriger Test-Knickkraft (K_T) bestimmt (Anzeigen e1, e2).
Testeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (3) mit einem Vergleichsmittel (3.15; 3.16) eingerichtet ist, das zum Durchführen des Soll-Tests die Werte wenigstens eines durch Messung und Sollvorgabe bestimmten Wertepaares (F_T, F_S, K_T, K_IS) vergleicht und nach Maßgabe dieses Vergleichs den Sollvergleich der Soll-Knickkraft (K_S) mit der Test-Knickkraft (K_T) hinsichtlich der Bewertung der Stabilitätseigenschaft relativiert.
Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (3) zum Durchführen eines Ist-Tests derart eingerichtet ist, dass das Mittel (3.4) zum Speichern der Sorten-Charakteristiken (M-SC) mit einem Selektionsmittel (3.5) eingerichtet ist, das die selektierte Charakteristik als selektierte Ist-Charakteristik (I-SC) nach Maßgabe der gemessenen Knickkraft (K_T) und wenigstens einer zugehörigen Einflussgröße (F_T, T_T, F_S, T_T) der Messung auswählt, und dass ein Adressierungsmittel (3.7) die selektierte Ist-Charakteristik einer als Stabilitätskriterium dienenden Sortenbezeichnung (I-WP) zuweist (Anzeige f).
Testeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner zum Durchführen eines Papiersorten-Tests derart eingerichtet ist, dass mittels eines Vergleichsmittels (3.19) wenigstens zwei bei unterschiedlicher Feuchtigkeit (F), gegebenenfalls unter Einbeziehung der Erfassung einer weiteren Einflussgröße (T), gemessene Werte der Knickkraft (K) verglichen werden und dass ein Adressierungsmittel (3.20) das Vergleichsergebnis einem die Papiereigenschaft der Probe kennzeichnenden Qualitätskriterium zuweist (Anzeige (g)).
Knickkraft-Speichermittel zur Bereitstellung und Verwendung in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und der Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass indem Knickkraft-Speichermittel Knickkraftwerte (K) in Form von Datensätzen gespeichert sind, die von als Datensatz gespeicherten Werten der Feuchtigkeit (F) sowie von als Datensatz gespeicherten Temperaturwerten (T) abhängig sind, wobei die gespeicherten Temperaturwerte (T) jeweils einen Parameter für ein Datensatzpaar bilden, das für eine damit definierte Pappe-/Wellpappe die Abhängigkeit der Knickkraft (K) von der Feuchtigkeit (F) charakterisiert.
Knickkraft-Speichermittel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Knickkraft-Datensätze als abhängige Funktionswerte durch Messung der Knickkraft (K) erhältlich sind, die als Höchstkraft längs einheitlicher gerader Knicklänge im Zuge des Einknickens von flächiger Pappe-/Wellpappe mit der Feuchtigkeit als unabhängiger Funktionsgröße und der Temperatur als Funktionsparameter auftritt.
Knickkraft-Speichermittel zur Bereitstellung und Verwendung in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und der Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass indem Knickkraft-Speichermittel Knickkraftwerte (K) über der Feuchtigkeit (F) als jeweils die Abhängigkeit der Knickkraft (K) von der Feuchtigkeit (F) kennzeichnende Charakteristiken als Funktionen von Kurven, insbesondere in digitalisierter Form, gespeichert sind, die im gemeinsamen Feuchtigkeitsbereich im Wesentlichen oder näherungsweise parallel verlaufen.