Massenverteilung




		Göttsching und K.-B. Gräber Über den Einfluß der Papiermaschinenarbeit auf die Schwankung der flächenbezogenen Masse und anderer Papiereigenschaften Teil l: Meßtechnik und Auswertemethodik Die mehrteilige Veröffentlichungsabfolge geht eingangs auf die meßtechnischen und auswertemethodischen Voraussetzungen zur Erfassung von Schwankungen verschiedener Papiereigenschaften und von Druckschwankungen im hydraulischen Teil der Papiermaschine ein. Anschließend werden die Ergebnisse von Bestandsaufnahmen und Ursachenforschung in verschiedenen Produktionsanlagen interpretiert. Der vorliegende Teil l beleuchtet die Versuchsprogrammatik. Es wird auf die Notwendigkeit hingewiesen, daß sich der Maschinenbauer und der Technologe bei der Bewertung von Papiermaschinenarbeit und Qualität des Erzeugnisses einer einheitlichen „Sprache" bedienen. Anschließend wird nach kritischer Überprüfung der bisherigen Meßtechnik zur Erfassung der Schwankungen der flächenbezogenen Masse (Flächengewicht) die angewandte Meßtechnik beschrieben. Neben der halbautomatischen IfP-Papierprüfstraße, die sieben Primäreigenschaften an Quer-und Längs-Probestreifen aus Papierbahnen erfaßt, wird auf das neuentwickelte automatische IfP-Wägesystem eingegangen. Empirische Untersuchungen unterstreichen hinsichtlich der Größenordnung von Eigenschaftsschwankungen den Einfluß der Größe der Probenfläche. Abschließend werden die wichtigsten Aspekte der statistischen Datenbehandlung anhand der Varianzanalyse mit Hilfe graphisch dargestellter Beispiele beschrieben und im Anhang dokumentiert. On the Influence of Paper Machine Wet End Performance on theVariations of Basis Weight and Other Paper Properties Part l: Metrology and Methods of Evaluation The publication comprising a series of articles starts with the discussion of metrological and mathematical aspects for the evaluation of variations of different paper properties and of hydraulic pressure variations in the paper machine wet end. In the following, the results of investigations in different production units are discussed. The present part l presents the test program. It is pointed out how necessary it is both for the mechanical engineer and the technologist to use a common language for the evaluation of paper machine performance and quality of the product. Subsequently, following a critical survey of previous metrology for the evaluation of the variations of basis weight, the applied metrology is described. Beside the semi-automatical IfP paper testing line covering seven primary properties of cross machine and machine direction strips taken from paper webs, the newly developed automatical IfP weighing System is dealt with. Measurements underline the influence of the size of the tested sample area with respect to the magnitude of the variance of paper properties. Finally, the most important aspects of statistical handling of data according to the variance component analysis are desribed with the help of a graph and documented in the appendix. Résumé Sur l'influence du travail à la machine á papier sur les fluctuationsde la masse et d'autres propriétés du papier Partie l: Technique de mesure et méthodologie d'interprétation Cette série de publications en plusieurs parties s'occupe tout d'abord des conditions préalables de technique de mesure et de méthodologie d'interprétation nécessaires à la détermination des fluctuations de différentes propriétés du papier et des fluctuations de pression dans la partie hydraulique de la machine á papier. Ensuite on interpréte les résultats d'inventaires et de recherche des causes effectués dans différentes installations de production. La présente partie l examine les programmes d'essais. On signale la nécessité pour le constructeur de machine et le technologue de se servir d'un ‘’langage" unitaire dans l'estimation du travail à la machine à papier et de la qualité du produit. Ensuite, aprés un examen critique de la technique de mesure utilisée jusqu'à prèsent pour la détermination des fluctuations de la masse, on décrit la technique de mesure utilisée. A côte du train d'essai du papier semi-automatique IfP, qui détermine sept propriétés primaires sur des échantillons transversaux et longitudinaux, on présente le système de pesée automatique IfP nouvellement mis au point. Des examens empiriques ont fait ressortir l'influence de la surface d'essai mesurée en ce qui concerne l'ordre de grandeur des fluctuations de propriétés. Pour terminer on décrit et documente en annexe et à l'aide d'exemple graphique les aspects les plus importants du traitement statistique des données au moyen de l'analyse de variance. Über den Einfluß der Papiermaschinenarbeit auf die Schwankung der flächenbezogenen Masse und anderer Papiereigenschaften Teil II: Meßtechnik und Auswertemethodik zur Bewertung der Papiermaschinenarbei Der Zusammenhang zwischen Druckschwankungen im konstanten Teil und im Stoffauflauf einer Papiermaschine und Schwankungen der flächenbezogenen Masse von Papier wird an einem einfachen Modell erörtert und exemplarisch dargestellt. Der prinzipielle Versuchsaufbau für die an der Papiermaschine notwendigen Messungen wird im Zusammenhang mit den angewendeten Meßmethoden diskutiert. Desgleichen werden die Methoden der Zeitreihenanalysen zur Datenverdichtung von Druckmessungen und von Messungen der flächenbezogenen Masse von Papier beschrieben und an Hand von Beispielen erläutert. Hydraulische Schwankungen im konstanten Teil einer Papiermaschine können mittels Fourieranalyse identifiziert werden. Hinweise auf die Ursachen der flächenbezogenen Massenschwankungen im Papier können sowohl durch die Fourieranalyse als auch durch die Zeitkorrelationsanalyse gewonnen werden. Sur l'influence du travail de la machine à papier sur l'instabilite de la masse rapportée a la surface et d'autres propriétés du papier Partie ll: Technique de mesure et méthodologie de l'interpré-tation. Evaluation du travail de la machine à papier. On explique sur un modèle simple et représente à l'aide d'exem-ples la relation entre les variations de pression dans la partie constante et dans la caisse d'arrivée d'une machine à papier et les variations de la masse du papier rapportée à la surface. On discute le plan de principe des essais pour les mesures néces-saires sur la machine á papier, en corrélation avec les méthodes de mesure employées. On décrit de même les méthodes desana-lyses de suites chronologiques pour la concentration des données de mesures de pression et de mesures de la masse du papier rapportée à la surface et les explique à l'aide d'exemples. Les variations hydrauliques dans la partie constante d'une machine à papier peuvent être identifiées au moyen de l'analyse de Fourier. Des indications sur les causes des variations de la masse du papier rapportée à la surface peuvent être obtenues aussi bien par l'analyse de Fourier que par l'analyse de correlation chronologique. On the Influence of Paper Mach ine Wet End Performance on the Variations of Basis Weight and other Paper Properties Part II: Measuring Technique and Data-Processing Methode. Evaluation of the Paper Machine Wet End Performance. The connection between pressure pulsations in the approach flow System and in the headbox of a paper machine and varia-tions of mass per unit area of the paper is reviewed and demon-strated by a simple model. The basic testing setup is discussed in connection with the test-ing procedure applied. Likewise, the methods of time series analysis for presenting the data form pressure measurements and of measurements of mass per unit area are described and explained by means of examples. Hydraulic pulsations in the approach flow System can be identified by means of the Fourier analysis. Indications of the causes of the Variation by the mass per unit area in paper can be derived by either Fourier analysis or time series analysis. Über den Einfluß der Papiermaschinenarbeit auf die Schwankung der flächenbezogenen Masse und anderer Papiereigenschaften Teil III: Papiermaschinenarbeit und Schwankung der flächenbezogenen Masse von Papier Die Möglichkeit zur meßtechnischen Beurteilung eines Blattbildungssystems mit Hilfe der Varianzanalyse an Papierproben wird untersucht. Für den Fall der flächenbezogenen Masse werden eine gravimetrische und eine radiometrische Meßmethode verglichen und deren Einfluß auf die Ergebnisse einer Varianzanalyse erörtert. Ebenso werden die Größe der Meßfläche sowie Art und Größe der Stichprobe als beeinflussende Variable untersucht. Eine umfangreiche Versuchsreihe an einer Papiermaschine unter Variation stofflicher und verfahrenstechnischer Parameter wurde durchgeführt. Es stellt sich heraus, daß die Restvarianz als nichtsystematische Komponente aus der Varianzanalyse unter Beachtung weniger Randbedingungen ein Blattbildungssystem im Hinblick auf die untersuchte Papiereigenschaft numerisch charakterisieren kann. Der Vergleich zweier Blattbildungssysteme an einer Langsieb-Papiermaschine für den Fall der flächenbezogenen Masse ist exemplarisch angefügt On the Influence of Paper Machine Wet End Performance on the Variations of Basis Weight and other Paper Properties Part III: Paper Machine Wet End Performance and Variations of Basis Weight The possibility of metrological evaluation of a sheet forming system by means of the variance analysis on paper samples is investigated. In the case of basis weight, a gravimetrical and a radiometrical measuring method are compared and their influen-ce on the results of a variance analysis is discussed. The size of the measured area as well as kind and size of the sample are examined as influencing variables. A large-scale series of tests was performed on a paper machine with modifications of furnish and technological Parameters. It was found that the residual Variation as nonsystematic component — considering some few marginal conditions — can numerically characterize a sheet forming system with regard to the paper characteristic investigated. For exemplification, two sheet forming systems of foudrinier paper machines are compared with regard to basis weight variations Sur l'influence du travail de la machine a papiersur la fluctuation de la masse rapportée à la surface et d'autres propriétés du papier Partie III: Travail de la machine à papier et fluctuation de la masse rapportée a la surface du papier On examine la possibilité d'une évaluation métrotechnique d'un système de formation de la feuille à l'aide d'une analyse de variation effectuée sur des échantillons de papier. Pour le cas de la masse rapportée à la surface on compare une méthode de mesure gravimétrique et une méthode radiométrique et discute leur in-fluence sur les résultats d'une analyse de variation. On examine également la grandeur de la surface de mesure et le genre et la grandeur de l'échantillon de sondage en tant que variables influencantes. On a effectué une large série d'essais sur une machine à papier en faisant varier les paramétres concernant la pâte et la technique opératoire. Il en est apparu que la variation résiduaire en sa qualité de composante non systématique de l'analyse de variation, en tenant compte de quelques conditions marginales, peut caractériser numériquement un système de formation de la feuille en ce qui concerne la propriété du papier étudiée. On ajoute à titre d'exemple la comparaison de deux systèmes de formation de la feuille sur une machine à papier a table plate dans le cas de la masse rapportée à la surface. Über den Einfluß der Papiermaschinenarbeit auf die Schwankung der flächenbezogenen Masse und anderer Papiereigenschaften Teil IV: Papiermaschinenarbeit und Schwankung verschiedener Papiereigenscha Mit Hilfe der Varianzanalyse wird der Einfluß von verfahrenstechnischen und stofflichen Parametern an einer Langsieb-Papiermaschine auf die Art der Verteilung einiger Papiereigenschaften (Flächenbezogene Masse, Dicke, Spezifisches Volumen, Kompressibilität) von holzfreiem Druck- und Schreibpapier analysiert. Dabei stellt sich heraus, daß die Schwankungen verschiedener Eigenschaften unterschiedlich groß sind und hinsichtlich ihrer systematischen und nichtsystematischen Komponenten durch Variation der Papiermaschinenarbeit oder stofflicher Einflußgrößen nicht gleichsinnig verändert werden. Eine grundlegende Änderung des Blattbildungssystems durch den Austausch eines Lochwalzen-Stoffauflaufs durch einen Hochturbulenz-Stoffauflauf verändert teilweise das Ausmaß einer Eigenschaftsschwankung von Papier einschließlich ihrer Varianzkomponenten, aber auch teilweise die Tendenz grundsätzlich On the Influence of Paper Machine Wet End Performance on the Variations of Basis Weight and other Paper Properties Part IV: Paper Machine Wet End Performance and Variations of Different Paper Properties With the help of the analysis of variance the influence of technical and pulp Parameters in a fourdrinier paper machine on the kind of distribution of some paper characteristics (basis weight, caliper, bulk, compressibility) of wood-free printing and writing paper is analysed. It is found that the variations of different characteristics are of different magnitude and — regarding their components — are not equally changed by variations of paper machine operation or pulp influences. A fundamental alteration of the sheet forming system by the replacement of a perforated roll type headbox by a high turbulence headbox sometimes changes the amplitude of variation of paper characteristics including its variance components, but partly also the tendency is fundamentally altered. Sur l'influence du travail à la machine à papier sur la fluctuation de la masse rapportée à la surface et autres proprietes du papier Partie IV: Travail à la machine à papier et fluctuation de differentes propriétés du papier A l'aide de l'analyse de variance on analyse sur une machine à papier à table plate l'influence des parametres techniques et de pâte sur le genre de répartition de quelques propriétés (masse rapportée à la surface, épaisseur, volume spécifique, compressi-bilité) de papier pour impression et écriture sans bois. II en res-sort que les fluctuations de différentes propriétés sont de gran-deur différente et qu'en ce qui concerne leurs composantes elles ne peuvent pas être modifiées dans le même sens par variation du travail à la machine à papier ou des grandeurs d'influence de la pâte. Une moditication fondamentale du système de formation de la feuille par l'échange de la caisse d'arrivée à cylindre perforé contre une caisse d'arrivée à haute turbulence modifie en partie l'ampleur de la fluctuation d'une propriete du papier y compris ses composantes de variance, mais aussi en partie la tendance en principe.