DE2649096A1 - Vorrichtung zur ermittlung von ermuedungsschaeden an turbinen - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HOWELL INSTRUMENTS, INC.
3479 West Vickery Boulevard
Fort Worth, Texas, USA

Vorrichtung zur Ermittlung von Ermüdungsschaden an Turbinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung und Anzeige kumulierten Teillast-Ermüdungsschäden, an einen rotierenden Scheibenläufer, welche durch aufeinanderfolgenden Durchlauf durch unterschiedliche Betriebszustände hervorgerufen werden. Solche Scheibenläufer werden beispielsweise in Kompressoren oder als Teile einer üblichen Turbine innerhalb von Turbinentriebwerken verwendet. Scheibenläufer können aber auch beispielsweise in Kompressoren angewendet werden, zur Übertragung von gasförmigen Stoffen durch Pipelines usw.

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Es ist allgemein bekannt, daß die Lebensdauer von solchen rotierenden Scheibenläufern eine Funktion ihrer vorausgehenden Beanspruchung ist. Z.B. ist der Anteil der gesamten Lebenserwartung, der während einer Stunde der Betriebszeit für eine eingebaute Scheibe bei einem konstanten Arbeitsablauf verbraucht wird,geringer als der Anteil während derselben Zeitperiode für eine andere Scheibe, welche in ihrem Arbeitszustand deutlich wechselt während dieser Zeitperiode.

Das allgemeine Problem der Errechnung der effektiven Arbeitszeit von einer Einrichtung wie einer Turbine als eine Funktion einiger Parameter wurde bisher nur angenähert beherrscht. Z.B. gibt es eine äquivalente Arbeitszeiteinrichtung beschrieben in der US-PS 3 237 448,welche die Rate steuert, zu welcher Zählwerte in einem Zähler gesammelt werden als eine Funktion der Maschinenarbeitstemperatur. Es existiert auch eine Zeittemperatürauf-Zeichnungseinrichtung (TTRI), hergestellt durch Howell Instruments Ine., welche zur Aufzeichnung der Zahl der Zeiten einer Maschinenarbeitstemperatur (d.i. T,_) oberhalb irgend einer von drei willkürlich ausgewählten Temperaturwerten verwendet werden kann. Auch können andere frühere Vorschläge gemacht worden sein, um einige quantitaive Messungen über die Lebensdauer zu erhalten, welche durch ein Triebwerk oder andere Einrichtungen oder einigen Teilen solcher Einrichtungen beispielsweise einen Scheibenläufer (ein rotierendes Schaufelrad) bereits verbraucht wurden.

Jedoch wurden solche verfügbaren Einrichtungen als ungenügend genau beanstandet, speziell hinsichtlich der kumulativen Teillast-Ermüdungsschäden für rotierende Scheibenläuferkonstruktionen.

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Entsprechend einem unveröffentlichten Vorschlag von T.G. Meyer wird ein Vorschlag gemacht, wobei die relevante Scheibengeschwindigkeit oder der Umlauf pro Minute genauer angezeigt wird, als eine der anderen Paramter, wie z.B. die Temperatur T_fc^, welche noch mehr vernachlässigt werden kann hinsichtlich der tatsächlichen Teillast-Lebensdauer für einen gegebenen rotierenden Scheibenradaufbau. Das Spektrum von möglichen Parameterwerten wird dann beliebig unterteilt in eine Mehrzahl von Bereichen, die unterschiedliche vorbestimmte Arbeitszustände des Scheibenläufers definieren. Z.B. kann das Spektrum von möglichen Umlaufgeschwindigkeiten zwischen Leerlauf- und Start (Höchstlast)-Umdrehungszahl in vier Bereiche unterteilt werden, wie von Meyer vorgeschlagen mit Drehzahlübergängen zwischen den verschiedenen Bereichen, welche durch drei vorbestimmten Umdrehungszahlen bestimmt sind und durch ein Instrument ähnlich zu dem Howell-TTRI-Gerät, jedoch abgewandelt in drei unterschiedliche vorbestimmte Umdrehungswerte an Stelle der

werden
Temperatur abgetastet'. Hxerbei schlägt Meyer vor, jeden Übergang von einem Arbeitszustand zum anderen aufzuzeichnen (wie solche Daten aufgezeichnet werden, ist nicht offenbart), so daß am Ende eines vollständigen Ablaufes eine komplette sequentielle Beschreibung von allen übergängen zwischen den verschiedenen Arbeitszuständen in einer aufgezeichneten Form verfügbar ist. Meyer hat auch ein vorbestimmtes konstantes Lebensdauerverhältnis zu jedem von den sechs möglichen Arbeitszustandswechsel zwischen solchen vier Bereichen beschrieben und vorgeschlagen, daß die Ablauffolge der einzelnen verfügbaren Arbeitszustandswechsel an der Vervollständigung von einem einzelnen Ablauf, abhängig durch die folgende Formel (basierend auf der Regel von Miner) ana-

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lysiert wird, um die wahre effektive Zahl der Ermüdungs zyklen zu erhalten, welche tatsächlich während des Einsatzes verbraucht werden:

(Gleichung 1) η = ^N, + 8N- + ci/N^ + 6N_£ + βΝ_β+γΝ^,

wobei N = die Mehrheit einzelner Übergänge n der Arbeitsbereiche, welche überbrückt wurden;und

JL, ß,·^ , & , £ , X₁ , = Multiplikationskonstanten der Lebensdauerverhältnisse für alle der sechs möglichen übergänge zwischen den vier Betriebsbereichen (z.B.oL=

und Y=^1 ^-2^-3

Meyer beschreibt auch ein spezielles Beispiel für eine J57-P420 Turbine, wobei der übergang zwischen den Bereichen 1,2,3 und 4 bei 93%, 82,5% bzw. 70% von N₂ Vollast Upm. Unter diesen Voraussetzungen sind die Verlustkoeffizienten der sechs möglichen Arbeitszustandsübergänge wie folgt definiert:

o6 = .105

ß = .021

γ = .003

• ί = -273

ε = .027

S = .330

Während der Meyer Vorschlag damit einen verallgemeinerten Algorithmus zur Verbesserung der Genauigkeit von Niederlast-Ermüdungsverlustwerten aufzeigt, ist dieser Vorschlag abhängig von einigen Undefinierten Mechanismen zur Aufzeichnung

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der Übergänge von Arbeitszustandsänderungen mit einigen Konsequenzen in der Analysierung der aufgezeichneten Resultate mittels Handverfahren sowie Auswerten der Gleichung 1 am Schluß eines oder mehreren vollständigen Abläufe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung zur automatischen Bewertung der Gleichung 1 zu schaffen. Darüberhinaus soll eine derartige Rechnung automatisch unmittelbar, vorzugsweise im "Realtime"-Betrieb· nach Abtastung jedes vollständigen vorbestimmten übergang der Arbeitszustände durchgeführt werden. Während eine Real time-Berechnung unter gewissen Bedingungen nicht zwingend ist,ermöglicht dieses eine Aufzeichnung der übergänge zwischen den Arbeitsbereichen für folgende Verfahren zu vermeiden. Darüberhinaus sind die automatischen Ablaufglieder nach dieser Erfindung ohne weiteres anpaßbar an ein System, bei welchem eine größere Zahl von Arbeitsbereichen abgetastet werden und als unterschiedliche Arbeitszustände eingeteilt werden, wie es nicht möglich wäre in einem Hand- oder halb von Hand betriebenen Verfahren.

Dasspäter beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel enthält eine Kombination von analogen und digitalen elektronischen Schaltkreisen. Hierbei können gemäß der noch folgenden detaillierten Beschreibung Teile der digitalen Schaltkreise mit analogen Schaltkreisen kombiniert werden und umgekehrt und/oder Teile der digitalen Schaltkreise durch einen geeigneten programmierten allgemein bekannten digitalen Computer ersetzt werden, sofern dies gewünscht wird.

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Das im folgenden noch zu beschreibende Ausführungsbeispiel verwendet im einzelnen ein analog elektrisches Signal mit einer Amplitude entsprechend der Umdrehung der rotierenden Scheibe. Dieses analoge elektrische Signal wird mit verschiedenen Vergleichssignalpegel mittels einer Mehrzahl von Komperatoren verglichen, welche elektrische Ausgangssignale erzeugen, die den Lauf des Scheibenläufer in einem der einzelnen vorbestimmten Arbeitsbereiche entsprechen. Die Ausgangswerte dieser Komperatoren werden dann in einer Abtastfolge verarbeitet, wodurch Ausgangssignale entsprechend der Abtastung jedes von der Vielzahl der vorbestimmten ArbeitsZustandübergängen erzeugt werden, im wesentlichen zu der Zeit, zu der diese Übergänge tatsächlich an den rotierenden Scheiben auftreten. Eine derartige Abtastung von einzelnen vorbestimmten übergängen wird dann korelliert mit einem vorbestimmten festen Verlust (Schadens-)Koeffizienten und damit werden daraufhin einzelne Verlustkoeffizienten in einem Teillast-Ermüdungs-Dauer zähler kummuliert, um eine Anzeige von den kummulierten Teillast-Ermüdungsverlustzuständen für die rotierenden Scheibenläufer zu erhalten.

Da größere Übergänge in den Arbeitsbereichen kürzere Übergänge einschließen, sind spezielle Vorkehrungen bei der Ausführungsform für eine tatsächliche Unterdrückung der kürzeren eingeschlossenen Übergänge mit demselben Endarbeitszustand haben als ein längerer abgetasteter übergang und/oder für eine automatische Kompensation der Eingangswerte zu dem kummulativen Teillast-Ermüdungs-Dauerzähler, um Eingangswerte zu kompensieren, welche durch kürzere in einen abgetasten längeren übergang eingeschlossene Übergänge angezeigt werden.

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In dem Ausführungsbeispiel wird ein Taktpulsgenerator abhängig von der Abtastung von irgendeinem der vorbestimmten Arbeitszustandsübergänge ausgelöst. Die dadurch erzeugten Taktimpulse dienen zur Steuerung eines Teillast-Ermüdungs-Dauerzählers zur Akkumulierung der Impulse und zu einem Steuerzähler, welcher unmittelbar vorher zurückgesetzt wurde. Der Zählwert des SteuerZählers wird dekodiert in Übereinstimmung zu den vorbestimmten Verlustkoeffizienten mit dem entsprechenden Ausgang von einem solchen Dekoder, welcher dazu dient den Taktimpulsgenerator still zu setzen, sobald die korrekte vorbestimmte Zahl von Taktimpulsen entsprechend zu dem korrekten Verlustkoeffizienten erzeugt wurde. In dem Ausführungsbeispiel wird eine derartige Taktimpulsgenerator steuerung über den ORed Ausgang einer Mehrzahl von Flip-Flops realisiert, welche jeweils abhängig von der Abtastung von entsprechenden Arbeitszustandübergängen gesetzt, und welche durch die Dekoderausgänge von dem Steuerzähler entsprechend dem relevanten Verlustkoeffizienten zurückgesetzt werden.

Somit bezieht sich die Erfindung auf einen elektrischen Eingangssignalkreis der vorhandenen Verarbeitungszustände eines rotierenden Scheibenläufers in eine von einer Mehrzahl vorbestimmten Betriebszuständen einteilt, und ein Detektor für Übergänge zur Abtastung des Auftretens eines von einer Mehrzahl von möglichen vorbestimmten übergängen zwischen den Betriebszuständen vorgesehen sind. Vorbestimmte feste Verlustkoeffizienten werden dann korreliert hinsichtlich entsprechend abgetasteter vorbestimmter übergängen von Arbeitsbereichen und akkumuliert mit anderen ähnlich ermittelten Verlustkoeffizienten, um eine kumulative Anzeige von Teillast-Ermüdungsschäden an den rotierenden Scheibenläufern über die gesamte Vergangenheit von vorausgegangenen Arbeitszustandübergängen zu erhalten.

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Diese und andere Merkmale und Vorteile gemäß der Erfindung können besser verstanden werden durch die folgende detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispieles von dieser Erfindung, zusammen mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung von einer erläutenden Zuordnung von verschiedenen Arbeitszuständen, Bereichen und Übergängen der Abreitszustände eines rotierenden Scheibenläufers,

Fig. 3 ein detailliertes Schaltkreisdiagramm, als mögliche Ausführung der Einrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine Tabelle der Spannungswerte für verschiedene elektrische Signale in der Ausführungsform nach Fig. 3, wenn der Arbeitszustand in den verschiedenen möglichen Arbeitsbereichen wie sie durch die Fig. 2 definiert, sind, ermittelt wurde.

In Fig. 1 ist ein analoges Eingangssignal mit 10 bezeichnet. Vorzugsweise stellt dieses analoge Eingangssignal die Zahl der Umdrehungen eines rotierenden Scheibenläufers dar, jedoch kann das analoge Eingangssignal auch einen anderen Arbeitsparameter (z.B. die Temperatur T..,) wiedergeben, sofern dies gewünscht wird. Darüberhinaus können, obwohl das analoge Eingangssignal 10 vorzugsweise in Form einer Gleichspannung entsprechend dem gewählten Arbeitsparameter zugeführt wird, andere analoge Signalformen verwendet werden, wenn die folgenden'Stufen entsprechend ausgelegt oder angepaßt werden, um solche andere analoge Formate, zu verarbeiten.

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Das analoge Eingangssignal 10 wird in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gleichzeitig an eine Mehrzahl von Betriebszustandsdetektoren 1,2, ...M zugeführt, die mit den Bezugszeichen 12, 14, ...16 in Fig. 1 bezeichnet sind. Diese Mehrzahl von BetriebszustandsdeteRtoren arbeiten als Klassifizierungsglieder, um die Eingangssignale 10 zu empfangen und abzutasten, welche von einer Mehrzahl von vorbestimmten Arbeitsbereichen vorliegt, um ein entsprechendes Aussgangssignal auf einer der Leitungen 18,20, ...22 abhängig zu der Abtastung von jedem unterschiedlichen Arbeitszustand zu erzeugen. Damit wird in der Ausführungsform nach Fig. 1, wenn das Eingangssignal 10 klassifiziert ist als zugehörig zum Arbeitsbereich Nr. 1 ein entsprechender Ausgangswert auf der Leitung 18 erzeugt. Auf der anderen Seite, wenn der Eingangswert 10 als innerhalb eines Arbeitsbereiches Nr. 2 klassifiziert würde, auf der Leitung 20 einen Ausgangswert erzeugen usw.

Die durch diese Klassifizierung erzeugzen Ausgangswerte auf 18, 20 ...20 in Fig. 1 werden dem Arbeitszustandsübergangsdetektor 24 zugeführt. Die Funktion dieses Detektors besteht darin festzustellen, ob ein vorbestimmter Arbeitszustandsübergang aufgetreten ist und ein entsprechendes Ausgangssignal auf einer seiner Ausgangsleitungen N.. , N₉ ...N zu erzeugen. In den häufigsten Fällen wird jeder mögliche Übergang von Arbeitszuständen abgetastet und ein entsprechender Ausgangswert dazu erzeugt.

Obwohl die Klassifizierungs- und Übergangsdetektorglxeder in Fig. 1 dargestellt sind, als hätten sie getrennte Ausgangsleiter für jede einzelne Ausgangsbedingung, so sei doch darauf hingewiesen, daß nur eine einzige Ausgangsleitung oder eine Gruppe von Ausgangsleitungen verwendet werden kann anstelle der vorgesehenen Leitungen, wobei Mittel vorgesehen werden zur Unterscheidung zwischen den verschiedenen

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öglichen Ausgangswerten von diesen Schaltgliedern. Z.B. könnten die Klassifizierungs- und/oder Übergangsdetektorglieder eine relativ schmale Gruppe von Leitungen aufweisen, wobei die verschiedenen Ausgangszustände mittels einer Binär kodierten Dezimaltechnik unterschieden sind.

Die Ausgangswerte N.., N₂, "-N_n werden dann eingeführt zu einem übergangs-korrelations-vielfach- und Torsteuerkreis 26, welcher auch mit entsprechenden Verlustkoeffizienten-Eingängen K.., K₂ ---K_n der Einheit 28 verbunden, ist, entsprechend dem Verlustkoeffizient für jeden der abgetasteten Übergänge N-, N₂ ...N . Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, enthält die Schaltung 28 einen Zähler 30, dessen Ausgang geeignet dekodiert wird durch einen logischen Torkreis 32. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird der Zähler 30 von einem Oszillator 34 betrieben, welcher auch einen Teillast-ERmüdungs-Dauerakkumulator 36 weiterschaltet. Der Oszillator 34 wird jeweils freigegeben und der Zähler 30 dabei zurückgesetzt durch den Ausgangswert 38 des Korrelationsund Torsteuerkreises 26. In dem speziellen Ausführungsbeispiel wird ein Ausgangswert über die Leitung 38 zur Auslösung der Oszillator 34 jedesmal erzeugt, wenn eine von den Übergängen N₁, N₉ ...N abgetastet wurde. Die Taktimpulse,

I L* Xl

die durch den Oszillator erzeugt werden, werden dann in den beiden Zählern 30 und 36 addiert, bis der Inhalt des Zählers 30 über den logischen Torkreis von 32 abgetastet wird, entsprechend den einzelnen Koeffizienten K-, K₂ ...K der speziellen Übergängen N₁, N₉ ...N , welche gerade abgetastet

I C* XT

wurden. Wenn eine Koinzidenz abgetastet wird, wird das Signal auf der Leitung 38 geändert, um den Oszillator 34 stillzusetzen. Der Zähler 30 wird zurückgesetzt entweder vor oder nach einem Ablauf, um für einen folgenden Ablaufzyklus bereit zu sein.

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Da der Teillast-Ermüdungsschadenakkumulator 36 nur von Hand über 40 zurückgesetzt werden kann, folgt, daß der Inhalt von diesem Akkumulator 36 einen kumulativen Zählerstand der tatsächlichen Anzahl von Ermüdungszyklen des rotierenden Scheibenläufers seit dem letzten Zurücksetzen von Hand über.40 enthält.

Es sei angemerkt, daß verschiedene Schaltungen zur Erzeugung oder Steuerung der Eingangswerte zu dem Akkumulator 36 als Funktion des Ausgangswertes 38 von_: dem Übergangs-Korrelations-Vielfach- und Torsteuerkreis 26 möglich sind. Z.B. kann der Oszillator als freischwingender Oszillator mit Steuerschaltungen ausgerüstet sein, die an seinem Eingang zur Steuerung des Durchlaufes von Impulsen zu den Zählern 30 und 36 ausgebildet sind. Auch können getrennte Zähler 30 für einen oder mehreren der übergänge in N.., N2 .. .N vorgesehen werden. Andere Abwandlungen und Modifikationen dieser nur beispielhaften Ausführungsform sind durchaus möglich.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausführungsform nach Fig. 1 so ausgelegt ist, daß im Akkumulator 36 die effektive Zahl der Ermüdungszyklen gesammelt ist, welche der rotierende Scheibenläufer durchlaufen hat, seit dem letzten Zurücksetzen des Akkumulators 36. Die Zahl von solchen effektiven Ermüdungszyklen wird entsprechend der folgenden Polinomialgleichung berechnet:

h = tatsächliche Ermüdungszyklen = K I

N₁ + K_nN_n +...KN i22n

Es.ist zu sehen, daß diese Gleichung 2 relativ ähnlich mit der Gleichung 1 ist, bis auf die Einheitsbenennung in Gleichung 1. Es sei aus den vorherigen Erläuterungen erinnert, daß solch eine Exnheitsbenennung für jeden Ablauf einge-

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schlossen werden sollte. Da jedoch jeder Ablauf nur einen kompletten Durchlauf des Arbeitsbereiches vom unteren Leerlauf bis zur Vollast (Start) beinhaltet, folgt, daß solch e_vine Einheitsbenennung in dem Polinomial nur ein Spezialfall ist, welcher gezählt werden kann bei Abtastung des einzigen Überganges der Arbeitszustände, welche nur einmal Auftreten für jeden Ablauf und hinzufügend einen Verlustkoeffizienten der Einheit mit diesem einzigen Übergang. Auf diese Weise setzt der Niederlast-Ermüdungsakkumulator 36 in der Ausführungsform nach Fig.1 die kumulative Messung der tatsächlichen Anzahl der Arbeitszyklen über eine Vielzahl von Abläufen fort.

Ein spezieller Schaltkreis ist in Fig. 3 beispielsweise gezeigt, wie er für eine mögliche Realisierung der Einrichtung nach Fig. 1 der Erfindung verwendet werden kann. Die figuren 2 und 4 bezeihen sich auf diese spezielle beispielhafte Ausführungsform der Fig. 3 und tragen dazu bei, die Arbeitsweise zu verstehen.

Für die Erläuterung der spezifischen Ausführungsform nach Fig. 3 wird diese unter gleichen Voraussetzungen beschrieben, wie sie von Meyer in dem zitierten Vorschlag gemacht wurden.

Im einzelnen ist angenommen, daß eine J57-P-420 Turbine betrachtet wird und daß der Übergang zwischen den verschiedenen Arbeitszuständen bei 93%, 82,5% und 70% der N- Startumdrehung erfolgen soll. Zusätzlich wird ein vierter Übergang zwischen den Arbeitszuständen angenommen, um einen Nachweise des Einheitsüberganges der Arbeitszustände zu bekommen, welche nur einmal pro Durchlauf auftreten, wobei angenommen wird, daß dieser bei 50% der N₂ Vollast-(Start-)Umdrehung existiert.

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Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, werden diese Übergänge mit A,B,C und D bezeichnet, um tatsächlich fünf unterschiedliche Bereiche von Arbeitszuständen des betrachteten rotierenden Scheibenläufers zu definieren. In Fig. 2 ist auch eine überlagerte Darstellung von sechs möglichen übergängen von Arbeitszuständen N₁, N₂ ...N_fi zu ersehen. Die Anfang- und Endzustände von jedem Übergang sind durch einen großen runden Punkt am Beginn- und am Endbereich für jeden Übergang wiedergegeben, wobei die Punkte durch eine Linie mit einem am Endzustand benachbarten Pfeil verbunden sind.

Unter Bezugnahme auf die frühere erläuterte Gleichung 1 kann unter Einbeziehung der Arbeitszustandsübergängen zwischen den Bereichen 1 bis 4 folgender Zusammenhang zwischen N.. bis Ng und einigen der Ausdrücke der Gleichung 1 erkannt werden:

Gleichung 1 ^Nß

Figur 2	1
N	2
N	3
N	4
N	5
N
N

Einheit

(Bemerkung: Ny wurde in dieser speziellen Ausführungsform

nirgends betrachtet, da dem zusätzlichen Betrag zu dem Teillast-Ermüdungszyklus um etwa eine Größenordnung kleiner ist als irgendeine andere)

Es sei darauf hingewiesen, daß der übergang N-. in den überfangen Ng und N₅ enthalten ist. Da bei der Ausführungsform der Akkumulator 36 weitergeschaltet wird, sobald ein Endzustand von einem gegebenen Übergang erreicht ist und da bei

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dem Ausführungsbeispiel nicht unterschieden wird, ob ein Übergangszustand von oben oder von unten her erreicht wurde, ergibt sich, daß der Akkumulator 36 für die übergänge N^ und Ng und mit einem Wert weitergeschaltet wird, welcher dem Verlustkoeffizienten des Überganges N₃ entspricht. Dies gilt für jeden Übergang N₅ und/oder Ng, daß ein Übergang N, jeweils mit enthalten ist und entsprechend dem Akkumulator 36 weiterschalten würde. Darum sollte, wenn ein Endzustand der Übergänge Nj. und/oder N_fi erreicht wird, der Akkumulator 36 nur um einen entsprechend reduzierten Wert weitergeschaltet werden. Es ist ersichtlich, daß die Notwendigkeit für eine derartige Kompensation der Verlust-^ koeffizienten, von durch längere übergänge erfaßte kürzere Übergänge beseitigt werden könnte, wenn unterschieden werden könnte zwischen Anfangs/Endzuständen für jeden einzelnen Übergang, ob er unmittelbar über oder unter einem bestimmten bereich beginnt oder endet. Für diese Alternativen müßte ein S-Haltkreis vorgesehen werden, welcher die Unterdrückung des Übergangs N₃ immer dann veranlaßt, wenn nicht der Anfangszustand (Bereich 4) dieses Überganges von oben erreicht wurde durch einen Wechsel aus dem Bereich 3 und wenn der Endzustand (Bereich 2) des Überganges N_ nicht durch einen unmittelbaren Übergang zum Bereich 3 erfolgt. Unter solchen abgeänderten Bedingungen müßte der Eingangswert zum Akkumulator 36 nicht kompensiert werden bei einer Ermittlung der längeren Übergänge N₅ und/oder Ng, da der kürzere eingeschlossene Übergang N₃ automatisch ausgeschlossen wurde, entweder durch die Anfangs- oder Endbedingungen .

Ähnlich ist der Übergang N₂ als kürzerer Übergang in den Übergängen N₄, N₅ und N_g enthalten; ebenso der übergang N- in dem Übergang N^ und N, und der Übergang N,- in dem

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Übergang Ng. Wenn auch alle diese Übergänge N₂/ N-, N₅ und Ng monoton ansteigende Verlustkoeffizienten beinhalten, ist es am einfachsten, mögliche Mehrdeutigkeiten durch einfaches tatsächliches übergehen der eingeschlossenen geringen Verlustkoeffizienten zu elemenieren, welche gleichzeitig an dem Akkumulator 36 anliegen, so daß der tatsächliche Eingangswert zum Akkumulator 36 korrigiert ist. Beispielsweise werden, wenn der übergang N₅ festgestellt wird, die kürzeren Übergänge N₂ und N₄ auch festgestellt, wenn der Endzustand im Bereich 1 liegt.

Daraufhin steuert der Oszillator 34 mit seinen Ausgangsimpulsen den Unterlast-Ermüdungsakkumulator 36« Solange die niederwertigen Verlustkoeffizienten in Verbindung mit den Übergängen N₃ und N. entsprechende Eingangswerte von dem Torschaltkreis 32 verursachen über die Torsteuerung 36, können sie nicht wirksam werden, den Ausgangswert auf der Leitung 38 zu ändern. Vielmehr werden, wenn der größere Verlustkoeffizient verbunden mit dem Übergang N₅ abgetastet wird, nur der Ausgang einer ODER-Schaltung,die durch die Verbindung 38 gesteuert wird, verändert.

Schließlich sei bemerkt, daß der übergang N- einen Teilübergang innerhalb des Überganges N₃ darstellt. Während der Übergang N. eine Veränderung von Zustand 3 zum Zustand 2 erfordert und zurück wieder zum Zustand 3, ist ersichtlich, daß solch ein Übergang automatisch eingeschlossen ist, innerhalb eines Überganges N^, weil jeder andere Übergang vom Bereich 2 zum Bereich 1 den Übergang N₃ in einem Übergang N,- umwandeln würde. Tatsächl-ich ist N- ein Beispiel, welches einen übergang vom Bereich 3 zum Bereich 2 zeigt, der einen Endzustand hat, welcher durch

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einen nachfolgenden Rückübergang zum Bereich 2 festgelegt wird, zur Unterscheidung eines Überganges N₁ und N₄. Sofern gewünscht, könnte der Übergang N- auch einheitlich unterschieden werden von dem Übergang N-, durch Festlegung des Beginns vom Bereich 2 zum Bereich 3 für N-j. Jedoch wird, für den Zweck der Erläuterung N- als ein in N₃ enthaltener Unterübergang belassen. Dementsprechend muß der Verlustkoeffizient für den Übergang N. bei dieser Ausführungsform in den Zähler kompensiert werden hinsichtlich des Verlustkoeffizienten, welcher mit dem geringeren enthaltenen Übergang N₁ verbunden istm in derselben Weise, wie vorstehend beschrieben wurde hinsichtlich der Übergänge N₅ und Ng gegenüber den enthaltenen Übergang N₃.

Sofern alle der vorgenannten Faktoren in den Zähler übernommen wurden und die vorhergehenden Verlustkoeffizienten nach Tafel 1 auf zwei Dezimalstellen gerundet sind, ergibt sich die folgende Tabelle, welche die entsprechenden Verlustkoeffizienten im einzelnen korrekt wiedergibt:

K1	= .02—	=£ ß =	.02	K1
K2	= .11 =		.11
K3	= .01 —	=?> ε =	.03 --	K3
K4	= .27 =	^ε =	.27	=
K5	= .32 =		.33 =
K6	= .99
= K3 +
= k5 +
Einheit= 1.00

Es ist nun zu ersehen, daß, wenn die Ausführungsform verändert wird, um jeden übergang eindeutig zu unterscheiden (d.h. durch Unterscheidung der Annäherungsrichtung zu jedem Ausgangswert und die Abgangsrichtung von jedem Endzustand jedes Überganges), würde keine Notwendigkeit be-

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stehen, die Verlustkoeffizienten K.,, Kr und Kg zu kompensieren, wie in der obenstehenden Tabelle ,3 gezeigt.

W^e in Fig. 3 gezeigt, verwendet das beispielhafte Ausführungsbeispiel die Ausgangswerte eines Tachogenerators 40, welcher die Umdrehungen pro Minute mißt.Dieser Generator 40 erzeugt ein analoges elektrisches Signal mit einer Frequenz- oder Impulsfrequenz entsprechend den Umdrehungen pro Minute des rotierenden Scheibenläufers, der für Beobachtungszwecke ausgewählt ist. Dieses analoge Signal wird über einen Übertrager 42 einem analogen Digitalkonverter 44 zugeführt zum Umformen in ein Gleichstromsignal. Dieses Gleichstromsignal· wird dann im Verstärker 48, sofern notwendig, verstärkt, um die Haitekreise zu steuern, wie beschrieben wurde. Es sei angemerkt, daß der resümierende analoge Eingangswert auf der Sammelleitung 50 in einer Anzahl von solchen üblichen Maßnahmen erhalten werden könnte.

Das analoge Eingangssignal auf der Leitung 50 wird dann einem der Eingänge der Komperatoren 52,54,56 und 58 zugeführt, während die anderen Eingänge der Komperatoren jeweils mit Anschlüssen 60,62,64 und 66 eines Spannungsteilers verbunden sind, welcher unterschiedliche Pegel von positiven Vergleichsspannungen für die Komperatoren erzeugt, wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, Die Vergieichsspannungen an den Komerpatoren 52,54,56 und 58 sind so gewählt, daß sie die Übergänge A,B,C bzw. D zwischen den Arbeitsbereichen 1-5, wie gezeigt in Fig. 2, · definieren. Die Polarität der Eingangsanschlußverbindungen für die Komperatoren 52,54,56 und 58 ist so gewähit, daß jeder ■ Komperator einen niederen Ausgangspegel· abgibt, bis der Eingang auf der Samme^eitung 50 die entsprechende Vergieichsspannung übertrifft, ausgenommen beim Komperator 52, weicher umgekehrt angeschossen ist, um einen hohen

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Ausgangspegel zu erhalten, so lange der Eingang von 50 niedriger als der Vergleichsspannungspegel ist. Die Ausgänge der Komperatoren 52,54,56 und 58 sind symbolisch bezeichnet durch \A, $~B, ^C und ^D, und der entsprechende Spannungspegel von diesen Signalen ist dargestellt an der linken. Seite der Fig. 4 für analoge Eingangswerte in den fünf verschiedenen Arbeitsbereichen. In Fig. 4 werden, es wird daran erinnert, die + Zeichen verwendet, um einen niedrigen Spannungspegel zu bezeichnen und nicht notwendig, einen Polaritätswechsel. Typischer— weise kann der positive Spannungspegel in der Größenordnung von 10 bis 12 Volt oder dergl. sein, oder der untere Spannungspegel kann in der Größenordnung von 0 oder Erdpotential liegen.

Die Spannungspegelausgänge der Komperatoren 52,54,56 und 58 werden durch einzelne NOR-Schaltungen 68,70,72 und 74 invertiert. Der obere Eingang zu jedem von diesem gerade genannten Schaltungen wird normalerweise auf einem niederen Eingangspannungspegel von einer NOR-Schaltung 76 gehalten. Wenn Jedocii die Spannungsversorgung für den Stromkreis von Fig. 3 unterhalb des notwendigen Wertes absinken sollte, wechselt der üblicherweise niedrige Ausgangs— wert der KOR-Schaltung 76 zu einem hohen Ausgangswert, um ein einwandfreies Arbeiten der Schaltkreise zu garantieren, wodurch die Schaltungen 68,70,72 und 74 unwirksam gemacht werden. Weitere NOR-Schaltungen 78,80 und 82 haben ebenfalls einen Eingang, welcher mit der niederen Spannungssperrleitung verbunden ist, die von dem Ausgang der NOR-Schaltung 76 kommt. Dementsprechend werden alle diese Schaltungen tatsächlich gesperrt, sofern eine zu niedrige Sapnnungsversorgung auftritt. Hierdurch wird die Gesamtheit des Schaltkreises von Steuerströmen abgetrennt.

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Die Ausgangswerte der Schaltungen 68,70,72 und 74 stellen deshalb eine invertierte Nachbildung der Ausgangswerte der Komperatoren 52,54,56 und 58 dar. Entsprechend sind die Ausgangswerte der Schaltungen 68,70,72 und 74 repräsentativ für die Eingangsbedingungen von 50, welche ^A, 4>B, \C und 4iD in Spannungspegel ausgedrückt sind, wenn die Eingangssignale bei 50 innerhalb der verschiedenen fünf Arbeitsbereiche, wie dargestellt in der rechten Seite der Fig. 4, sich befinden.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Ausgang der. NOR-Schaltung 78 nur für eine kurze Periode nach oben geht, wenn der Ausgang des Komperators 54 von einem hohen zu einem niederen Pegel wechselt, aufgrund der Differenzierung des Kondensators 84 und des Widerstandes 86. Gleichzeitig geht der Ausgangswert der invertierten NOR-Schaltung 88 nach unten von seinem normalen höheren Spannungspegel nur während dieser kurzen Änderungsperiose, bei welcher der Ausgangswert des Komperators 54 von der hohen zur niederen Spannung wechselt.

Der Ausgangswert der NOR-Schaltung 82 ist normalerweise niedrig, wechselt aber vorübergehend zu einem hohen Pegel, sofern der Ausgang des Komperators 52 von einem höhen zu einem niederen Ausgangspgel wechselt. Das vorübergehende Ändern des Ausgangswertes der Schaltung 82 wird durch die Differentation des Kondensators 90 zusammen mit dem Widerstand 92 verursacht.

Gleichzeitig ändert sich der normalerweise niedrige Ausgangspegel der NOR-Schaltung 80 vorübergehend zu einem hohen Spannungspegel nur, wenn der Ausgangswert der Schaltung 70 von einem hohen zu einem niedrigen Ausgangs-

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pegel wechselt. Dies wird durch das Differenzierglied verursacht, welches aus dem Kondensator 94 und dem Widerstand 96 besteht.

Die Flip-Flop 98, 100, 102, 104, 106 sind einfache Flip-Flops mit zwei Eingängen,wie sie allgemein bekannt sind. Üblicherweise werden solche Flip-Flop mit einem invertierten Ausgang versehen. Dementsprechend sind Inverter 108,110, 112, 114 und 116 verbunden mit den Q-Ausgängen von diesen Flip-Flops. Bei Betrachtung der Fig. 3 kann beobachtet werden, daß das Flip-Flop 98 durch das logische ^D-Signal zurückgesetzt durch das ^Α-Signal gesetzt wird. Entsprechend wird der invertierte Q-Ausgang des Flip-Flops 98 über die Leitung 118 einem Wechsel von seinem hohen Pegel nur weitergeben, wenn das Flip-Flop 98 zurückgesetzt und gesetzt wurde. Eine solche Folge der Eingangswerte treten am Flip-Flop 98 nur auf, wenn das Eingangssignal auf der Sammelleitung 50 vom Bereich 5 unterhalb des Pegels B zum Bereich 1 oberhalb des Pegels A verlaufen ist. Entsprechend zeigt der ins positive gehende übergang auf der Leitung 118 das Auftreten eines Übergangs Ng an, wie vorstehend festgelegt wurde. Der differenzierte positive Übergang kann dann am Ausgang Ng nutzbar gemacht werden, wie er in Fig. 3 . gezeigt ist.

Der invertierte Q-Ausgangswert auf der Leitung 102 des Flip-Flops 100 kann ähnlich analysiert werden, um festzustellen, daß ein positiver WEchsel aufgetreten ist, welcher einem Übergang N₁-, wie vorstehend definiert, entspricht. Ebenso zeigt der positive Übergang auf der Leitung 122 des Flip-Flop 102 das Auftreten eines Übergangs N..

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Das Flip-Flop 104 wird zurückgesetzt, sofern eine Arbeitsweise im Bereich 4 unterhalb des Pegels C abgetastet wird. Es wird dann gesetzt, wenn eine nachfolgende Operation innerhalb des Bereiches 2 oberhalb des Pegels B abgetastet wird. Dieses Setzen wird durch Differentation (über die Kapazität 94 und.den Widerstand 96) und Invertieren (über die NOR-Schaltung 80) des B-Ausganges der NOR-Schaltung 70 erreicht. Entsprechend wird der invertierte Q-Ausgang des Flip-Flop 104 auf der Leitung 124 einen positiven Übergang aufweisen, wenn der übergang IsU abgetastet wurde.

Der Übergang N₂ erfordert nur einen einzigen Wechsel in den bereich 1. Entsprechend wird der A-Ausgangswert des Komperators 52 differenziert (über die Kapazität 90 und dem Widerstand 92) und invertiert über die NOR-Schaltung 82, um einen positiven Wechsel auf der Leitung 126 zu erhalten, wenn der übergang N₂ abgetastet wird. Der obere Eingang der NOR-Schaltung 128 in Fig. 3 führt normalerweise hohes Potential. Jedoch wird dieser obere Eingang .der Schaltung 128 vorübergehend abgesenkt, wenn ein Übergang gemacht" wurde, aus dem Bereich 2 zum Bereich 3, wobei der Ausgang des Komperators 54 einen Übergang von einem hohen zu einem niedrigen Pegel verursacht, wobei der negative Wechsel differenziert wird (über die Kapazität 84 und den Widerstand 86). Da die hintereinander geschalteten NOR-Schaltungen 78 und 88 zweimal diesen ins negativen gehenden differenzierten Übergangsimpuls invertieren, ist das Ergebnis ein ins negative gehender Wechsel an dem oberen Eingang der Schaltung 128. Jedoch wird, wie zu ersehen ist, dieser ins negative gehende Übergang an dem oberen Eingang der Schaltung 128 keine Änderung an dem Ausgangswert auf der Leitung 130 erzeugen, solange der untere Eingang der Schaltung 128 niederes Potential beim Auftreten eines solchen Wechsels führt.

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Ein Übergang vom Bereich 3 zum Bereich 2 erzeugt eine Rückstellung für das Flip-Flop durch die Wirksamkeit des ins negative gehenden WEchsel an dem Ausgang der Schaltung 70, der am Kondensator 94 und den Widerstand 96 differenziert und über die Schaltung 80 invertiert wird. Damit ändert sich das Signal am Q-Ausgang des Flip-Flop 106 nach unten und die Schaltung 128 schaltet in eine positive Richtung um, sofern folgend ein Wechsel vom Bereich 2 zum Bereich auftritt, womit die Definition eines Überganges N-, wie vorstehend beschrieben, vervollständigt wird.

Wenn jedoch folgend auf die Zurücksetzung des Flip-Flop 106 bei einem Wechsel 2 zum Bereich 1 durch einen ins positive gehende Wechsel an dem Ausgang der Schaltung 68 abgetastet wird, wird dieser WEchsel auch angewendet, um das Flip-Flop 106 zu setzen, womit der invertierte Q-Ausgang seinen hohen Pegel wechselt und die Schaltung sperrt. Entsprechend wird der Ausgangswert der Schaltung 128 von einem niederem zu einem hohen Pegel für eine vorübergehende Periode wechseln, ausschließlich abhängig von einem Übergang vom Bereich 3 zum Bereich 2 und zurück wieder zum Bereich 3.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß ein ins positive gehender Wechsel am Ausgangsanschluß N* bis N_fi des Ärbeitszustandübergangsdetektors 24 auftritt, wenn der Endzustand einem von den entsprechend vorausgehend definierten übergängen N-. bis Ng erreicht wird.

Es ist aus Fig. 3 zu ersehen, daß die Flip-Flop 132,134, 136,138,140 und 142 durch die Eingänge N₁,N₂,N₃,N₄,N₅ bzw. Ng gesetzt werden. Ebenso sind diese Flip-Flop mit ihren

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Rücksetzeingängen durch die entsprechenden Rücksetzleitungen K. ,K₂ZK^rK/, ,Kg und Kg verbunden. Wenn somit jemals ein ins positive gehender Eingangswert an einem positiven Eingangsanschluß Nj; bis N_fi auftritt, wird das entsprechende Flip-Flop gesetzt, wodurch das über seinen invertierten Q-Ausgang einen Übergang von einem niedrigen zu einem hohen Pegel annimmt. Dieser hohe Ausgangspegel ist in einer NOR-Schaltung verknüpft, welche aus den Dioden 144,146,148,150,152 bzw. 154 besteht. Damit wird, wenn irgendeiner der Flip-Flops 132 bis 142 gesetzt wird, ein hoher Spannungspegel" auf der Leitung 38 auftreten. Diese Spannung bleibt bestehen bis alle Flip-Flops 132 bis 142 zurückgesetzt sind über die entsprechenden Eingänge K- bis Kß.

Ein positives Ausgangssignal mit hohem Pegel auf der Leitung 38 aktiviert oder setzt den Oszillator 37 in Stand durch Lieferung eines vorgespannten Eingangswertes an einem Einpunkttransistor 156, welcher in einem üblichen Oszillatorkreis eingeschaltet ist. Der Ausgang von diesem Einpunktoszillator wird über den Transistor 158 verstärkt und die ausgangsimpulse werden akkumuliert in einem üblichen Teillast-Ermüdungszähler 36 Frequenzteiler, Impulsformer, Pulsausblender und Verstärker oder Treiberkreise enthalten.

Die Taktimpulse des Oszillators 34 werden als Eingangsimpulse einem Steuerzähler 30 zugeführt, der in dieser Ausführungsform al üblicher Binärzähler aufgebaut sein kann und welcher Ausgangswerte entsprechend seinem binären Zustand abgibt. Bei einem 7-stufigen Zähler, wie in Fig.3 gezeigt,sind sieben binäre Ausgangswerte entsprechend den Zuständen von sieben binären Stufen des Zählers möglich. Diese binären Ausgänge werden dekodiert über übliche

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NICHT-UND- und/oder NOR-Schaltungen, wie mit 32 bezeichnet, um geeignete ins positive gehende Spannungsübergänge zu erhalten, wenn der Inhalt des Zählers 30 den gewünschten Wert erreicht hat. Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die Ausgänge vom Dekoder 32 für Zählwerte 1,2,11,27,32 und 99 abgegeben. Es ist zu ersehen durch Vergleich mit der vorstehend gezeigten Tabelle 3, daß diese Zählwerte (wenn sie durch 100 geteilt werden) entsprechend den Konstanten K. bis Kg entsprechen, wie oben definiert..

Die ins positive gehenden Übergänge an der Ausgangsleitung 38, Vielehe sich am Beginn eines Arbeitszyklus oder des ins negative gehenden Wechsels abspielen, wenn welche am Ende eines Operationszyklusses erscheinen können über geeignete Impulsformkreise, z.B. in Form eines Differenziergliedes 160 verwendet werden, um den Steuerzähler 30 unmittelbar vor oder unmittelbar nach einem Operationszyklus zurückzusetzen, wie zu ersehen ist.

Im folgenden werden noch einige kurze zusätzliche Ausführungen zur Arbeitsweise gegeben. Angenommen, daß ein Start von einer Drehzahl mit Null Umdrehungen gegeben ist und Vollast fortschreitend durch den Übergang N ,-erreicht werden soll. In solch einer Anlaufoperation würde der Zustand des rotierenden Scheibenläufers durchlaufend vom Bereich 5 nacheinander durch die Bereiche 4,3,2 und 1 laufen. Unter solchen Bedingungen würde, wenn der Arbeitszustand im Bereich 2 erreicht ist, ein nach positiv gehender Ausgangswert am Ausgangsanschluß N₃ erzeugt werden, wodurch das Flip-Flop 136 gesetzt wird, Dieses erzeugt einen positiven Ausgangswert auf der Leitung 38 und aktiviert den Taktimpulsgenerator 34. Sobald der erste Taktimpuls erzeugt und in dem Teillast-

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Ermüdungszähler 36 aufaddiert wird, wird er auch zur Weiterschaltung des SteuerZählers 30 verwendet, wodurch ein positiver Wechsel auf der Leitung K-, an dem Ausgang des Dekoders 32 erzeugt wird, der das Flip-Flop 136 zurücksetzt und damit die Betätigung des Oszillators 34 abstellt und diesen teilweisen Arbeitszyklus beendigt. Damit, wenn der Bereich 2 erreicht ist, wird der Teillast-Ermüdungszähler um 0,01 weitergeschaltet (entsprechend einer tatsächlichen Division durch einen Faktor 100).

Angenommen dieser Übergang vom Bereich 5 zum Bereich 1 wird nach wie vor fortgesetzt, so wird, wenn der Bereich 1 erreicht ist, ein ins positive gehender Ausgangswert an den Anschlüssen N₂,N₄,N,- und N_fi erscheinen. Damit werden die Flip-Flop 134,138,140 und 142 alle gesetzt und entsprechend wird der Ausgang 38 einen Wechsel in die positive Richtung weitergeben, wodurch der Oszillator 34 aktiviert wird.Die Taktimpulse, welche durch den Oszillator 34 erzeugt werden, werden im Zähler 36 aufaddiert und ebenso im Zähler 30, um diesen von seinen rückgesetzten Zustand stufenweise weiterzuschalten. Sobald der Inhalt des Zählers 30 den Wert "elf" erreicht, wird ein Ausgangswert K~ erzeugt werden, um das Flip-flop 134 zurückzusetzen.

Jeodch sind die Flip-Flop 138,140 und 142 noch gestzt,wodurch die Tätigkeit des Oszillators forgesetzt wird. Wenn der Inhalt des Zählers 30 den Wert "27" erreicht, erscheint auf dem Ausgang K. des Dekoders 32 ein Rückstellimpulsfür dasFlip-Flop 138. Ein positiver Ausgangspegel wird jedoch noch auf der Leitung 38 von den Flip-Flops 140 und 142 gehalten, so daß der Oszillator 34 weiterhin aktiviert ist, und der Zyklus fortgesetzt wird. Entsprechend wird über den Ausgang K₅, wenn der Inhalt des Zählers 30 den

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Wert "32" erreicht hat, über die Dekoder 32 das Flip-Flop 140 zurückgesetzt. Jedoch hält das Flip-Flop 142 eine positive Aktivierung für den Oszillator 34. Entsprechend wird die Arbeitsweise, wie eben beschrieben, fortgesetzt bis der Zähler 30 den Wert "99" erreicht, worauf an dem Ausgang Kg des Dekoders 32 ein Rückstellimpuls für das Flip-Flop 142 auftritt. Zu dieser Zeit sind alle Flip-Flops 132 bis 142 zurückgesetzt, wodurch der positive Ausgangswert auf der Leitung 38 verschwindet und der Oszillator 34 unwirksam gemacht wird.

Das endgültige Ergebnis von der gerade beschriebenen Tätigkeit besteht in dem Ignorieren der geringeren eingeschlossenen Übergänge N₂,N₄ und N₅, während alle solchen eingeschlossenen kürzeren Übergänge demselben Endzustand haben wie der alle Bereiche überschreitende Übergang Ng. Es sbx angemerkt, wenn ein Übergang aus dem Bereich 4 beginnt ebenso wie im Bereich 5, die kürzeren eingeschlossenen übergänge N₂ und N. tatsächlich -ebenso ignoriert, wie wenn der übergang N₁- bei Erreichen des Endzustandes im Bereich 1 abgetastet wurde.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei einem Übergang aus dem bereich 5 zum Bereich 1 der Teillast-Ermüdungszähler 36 tatsächlich weitergeschaltet wird durch einhundert Taktimpulse, entsprechend zu dem Einheitsfaktor, wie dieser durch die Summe der Verlustkoeffizienten K_ß und K-> dargestellt ist, wie festgelegt in der oben erwähnten Tabelle 3.

- Patentansprüche -

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Claims (10)

1. Patentansprüche

   Vorrichtung zur Abtastung und kumulierten Anzeige von Teillast-Ermpdungsschäden an rotierenden Scheibenläufer-Turbinen, welche durch einen teilweisen Durchlauf der laufenden Scheiben durch verschiedene Arbeitszustände auftreten, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangskreis (40 bis 44) zur Erfassung eines elektrischen Eingangssignales (10) vorgesehen ist, welcher den jeweils existieren den Arbeitszustand des Scheibenläufers ermitteltm daß Auswahlglieder (12 bis 16) vorgesehen sind, die die Eingangssignale einer Mehrzahl von vorbestimmten Arbeitszuständen zuordnen und ein entsprechendes Ausgangssignal· abhängig von der jeweiligen Abtastung der verschiedenen Arbeitszustände erzeugen, daß Bewertungsglieder (26) zur Ermittlung des vollständigen Übergangs in den Arbeitszuständen vorgsehen sind, welche die Ausgangswerte der Auswahlglieder aufnehmen und auswerten, welche von einer Mehrzahl von vorbestimmten übergängen der Arbeitszustände aufgetreten waren, und ein entsprechendes Ausgangssignal abhängig von der Abtastung von jedem der verschiedenen vorbestimmten übergängen der Arbeitszustände erzeugen, daß weiter Verlustkoeffizientenbestimmung- und Korrelationsglieder (32) vorgesehen sind, welche mit den Bewertungsgiiedern zur Bestimmung eines vorbestimmten festen Wertes für jede der vorbestimmten Übergänge verbunden sind zur Weitergabe dieses Wertes entsprechend der ermitteiten übergänge, und daß ein Akkumuiator (36) vorgesehen ist zur kummuiativen Aufnahme der den Übergängen der Arbeitszustände und damit den Teiilastermüsungswerten entsprechenden Werte und zur Anzeige der .kumulativen Zahl.

   709819/0285 "²⁸~
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskreis Mittel (44) zur Erzeugung einer Spannung entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Scheiben des

   <. Läufers aufweist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlglieder (12 bis 16) eine Vielzahl von Komperatoren (52 bis 58) enthalten, wobei jeder Komperator zwei Eingänge, an welchen die zu vergleichenden elektrischen Signale anliegen und die jeweils einen von zwei elektrischen Ausgangswerte abhängig von dem Verhältnis der Eingangssignale abgeben, wobei die Vergleichssignale für die Komperatoren von einem gemeinsamen Spannungsteiler (60 bis 64) abgenommen werden.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewertungsglieder (20) eine Mehrzahl von logischen Steuergliedern (132 bis 142) aufweisen, wobei jedes logische Steuerglied mindestens einen Eingang hat, welcher von einem der Auswahlglieder am Beginn und am Ende eines Arbeitszustandswechsel der einzelnen Übergänge der Arbeitszustände angesteuert werden, und wobei jedes logische Steuerglied einen elektrischen Ausgangswert erzeugt, der einen Übergang in seinem Ausgang anzeigt,abhängig von der Änderung an seinem Eingang, die seinerseits einen Übergang des Läufers von einem Anfangsarbeitszustand zu einen entsprechenden Arbeitsendzustand entspricht.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige von den logischen Steuergliedern Flip-Flop-Schaltkreise mit zwei stabilen Zuständen enthalten, welche abhängig von dem abgetasteten Zustand des Läufers durch den entsprechenden Anfangs- und Endarbeitszustand der entsprechenden vorbestimmten Übergänge des Arbeitszustandes.

   709819/0285 _₂₉_
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlustkoeffizientenbestimmungs- und Korrelationsglieder (32) einen Taktimpulsgenerator zur Erzeugung

   * fortlaufender Taktimpulse einen Steuerzähler, welcher die Taktimpulse zählt und Ausgangswerte entsprechend dem jeweiligen Zählwert erzeugt, und sowie eine Vielzahl von logischen Schaltungen enthält, welche mit den Zählerausgängen verbunden sind und eine Mehrzahl von Verlustkoeffizientenausgänge bilden, von denen jeder eine vorbestimmte konstante Anzahl von gezählten Taktimpulsen wiedergibt, und daß die Korrelationsglieder (132 bis 142) eine Mehrzahl von Paaren von Eingängen und mindestens einen Ausgang aufweisen, wobei der Eingang mit einem der Ausgänge von den Bewertungsgliedern und mit einem der Zählerausgänge verbunden sind, so daß die Korrelationsglieder ein Steuersignal an einen Ausgang entsprechend dem Auftreten der einzelnen vorbestimmten konstanten Werten von gezählten Taktimpulsen entsprechend zu dem abgetasteten einzelnen vorbestimmten Übergängen der Arbeitszustände, erzeugen.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Akkumulator (36) vom Taktgenerator erzeugten Taktimpulsen abhängig von den Steuersignalen der Korrelationsglieder (132 bis 142) kumulativ zählte.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Rückstellglieder (60) für den Steuerzähler (30) vorgesehen sind, die abhängig von dem Steuersignal von dem genannten Korrelationsgliedern betätigbar sind.

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   7 09819/0285

   if
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Akkumulator (36) unmittelbar mit dem Taktgenerator verbunden ist, welcher seinerseits abhängig vom Zustand der Korrelationsglieder freigegeben und gesperrt wird.
10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der Flip-Flop-Schaltkreise zur Auswahl der tatsächlichen Durchläufe abhängig von den abgetasteten Durchläufen des Scheibenläufers durch die entsprechenden Anfangs- und Endarbeitszustände der vorbestimmten Übergänge der Arbeitszustände gesteuert sind.

    11i Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlustkoeffizxentenbestimmungs- und Korrelationsglieder einen Taktimpulsgenerator (158) zur Erzeugung eines Zuges von fortlaufenden Taktimpulsen einen Steuerzähler (30), welcher'die Taktimpulse zählt und Zählerausgangswerte entsprechend der Anzahl der gezählten Impulse erzeugt, und eine Vielzahl von logischen Schaltungen aufweisen, welche mit den Zählerausgängen verbunden sind, um eine Vielzahl von Verlsutkoeffxzientenausgängen - zu bilden, ~on den jeder eine vorbestimmte konstante Zahl von Taktimpulsen wiedergibt, zur Steuerung der Einstellung.

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