ES2829326T3 - Dispositivo de medición para determinar la temperatura de una superficie de cilindro de un cuerpo de cilindro - Google Patents

Dispositivo de medición para determinar la temperatura de una superficie de cilindro de un cuerpo de cilindro Download PDF

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Abstract

Dispositivo de medición (10) para la determinación de la temperatura de una superficie de cilindro (6) de un cuerpo de cilindro (1), donde el dispositivo de medición (10) puede insertarse en una escotadura (4) del cuerpo de cilindro (1), y donde el dispositivo de medición (10) comprende al menos un primer sensor de temperatura (21) y un segundo sensor de temperatura (22), caracterizado porque el dispositivo de medición (10) presenta una vara de montaje (15), sobre la cual están dispuestos distanciados uno de otro al menos el primer y el segundo sensor de temperatura (21, 22), en la dirección axial de la vara de montaje (15), y la que a cada lado de un sensor de temperatura (21, 22), en dirección axial, presenta respectivamente un elemento soporte (30), en donde la vara de montaje (15) está realizada de forma elástica entre los elementos soporte (30), de manera que a cada uno de los sensores de temperatura (21, 22) puede aplicarse una fuerza de presión (F) definida, contra una pared interna (5) de la escotadura (4).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de medición para determinar la temperatura de una superficie de cilindro de un cuerpo de cilindro Estado del arte
La presente invención se basa en un dispositivo de medición para determinar la temperatura de una superficie de cilindro, de un cuerpo de cilindro. El dispositivo de medición puede insertarse en una escotadura del cuerpo de cilindro. El dispositivo de medición presenta además al menos un primer sensor de temperatura y un segundo sensor de temperatura.
Un dispositivo de medición de esa clase se describe por ejemplo en la primera publicación de la solicitud WO 2014/195309 A1. En dicho documento se describe un circuito impreso, sobre el que están dispuestos varios sensores, distanciados unos con respecto a otros, para poder determinar valores de medición sobre toda la longitud del cilindro. Para ello, el dispositivo de medición se introduce en una escotadura del cuerpo de cilindro, y se inyecta allí. Como sensores pueden utilizarse por ejemplo sensores de temperatura, mediante los cuales pueden detectarse valores de temperatura de la superficie del cilindro. Mediante los valores de temperatura detectados, por ejemplo, puede monitorearse el soporte de cilindros o también pueden deducirse parámetros del proceso, durante el proceso de laminación.
Descripción de la invención
La presente invención se basa en un dispositivo de medición para determinar la temperatura de una superficie de cilindro, de un cuerpo de cilindro. El dispositivo de medición puede insertarse en una escotadura del cuerpo de cilindro. El dispositivo de medición presenta además al menos un primer sensor de temperatura y un segundo sensor de temperatura. La idea central de la invención reside en el hecho de que el dispositivo de medición presenta una vara de montaje sobre la cual están dispuestos distanciados uno de otro al menos el primer y el segundo sensor de temperatura, en la dirección axial de la vara de montaje, y la que a cada lado de un sensor de temperatura, en dirección axial, presenta respectivamente un elemento soporte. La vara de montaje está realizada de forma elástica entre los elementos soporte, de manera que a cada uno de los sensores de temperatura puede aplicarse una fuerza de presión definida, contra una pared interna de la escotadura. Se considera ventajoso que mediante el dispositivo de medición puede determinarse la temperatura sobre toda la longitud de la superficie de cilindro. De este modo, la definición de la precisión de medición depende del número de sensores y de su distancia de unos con respecto a otros. Mediante la fuerza de presión generada es posible un contacto mecánico fiable entre unidades de sensor de temperatura y la pared interna de la escotadura. Debido a esto, por una parte, pueden compensarse irregularidades de la escotadura, que por ejemplo se producen durante la perforación de la escotadura y, por otra parte, debido a esto, también a pesar de vibraciones durante el funcionamiento del cilindro, es posible una medición fiable de la temperatura. Esto se debe a que un contacto mecánico fiable equivale a un acoplamiento térmico fiable entre la pared interna de la escotadura, que presenta aproximadamente la temperatura de la superficie de cilindro, y el respectivo sensor de temperatura. Además, el dispositivo de medición, mediante la fuerza de presión generada y mediante los elementos soporte correspondientes, puede fijarse como capa opuesta en la escotadura, de manera que el dispositivo de medición mantiene su posición también durante el funcionamiento del cilindro.
En una variante ventajosa de la invención se prevé que la vara de montaje esté formada de acero, en particular de acero para resortes, al menos entre los elementos soporte. Se considera ventajoso aquí que el acero presente una rigidez adecuada para posibilitar una inserción sencilla del dispositivo de medición en la escotadura, pero que a pesar de esto sea flexible de modo correspondiente, para generar una fuerza de presión suficiente, junto con los elementos soporte en el estado instalado, sobre la unidad de sensor de temperatura.
En otra variante ventajosa de la invención se prevé que los elementos soporte estén formados de acero y/o de plástico.
Se considera ventajoso que los elementos soporte de esa clase puedan producirse de forma conveniente y sencilla, por ejemplo mediante moldeo por inyección.
Según una variante ventajosa de la invención se prevé que el dispositivo de medición presente una unidad de comunicación inalámbrica, una unidad de suministro de energía eléctrica y una unidad de procesamiento, que están dispuestas en un manguito colocado del lado frontal en un extremo de la vara de montaje. Se considera ventajoso que el manguito proteja exteriormente los componentes electrónicos con respecto a efectos ambientales. Gracias a esto puede prolongarse la vida útil del dispositivo de medición.
Según otra variante ventajosa de la invención se prevé que el manguito esté realizado como elemento soporte. Si el manguito de todas formas ya se encuentra presente y está conformado de modo correspondiente, se considera ventajoso aquí que pueda prescindirse de uno de los elementos soporte en el extremo de la vara de montaje.
En una forma de ejecución ventajosa se prevé que el manguito presente una primera sección transversal, y que esté realizado de manera que la primera sección transversal corresponde a una segunda sección transversal de la escotadura. Se considera ventajoso en este caso que el manguito cierre la escotadura de forma estanca. Debido a esto, las unidades de sensor de temperatura pueden protegerse exteriormente, por ejemplo de la suciedad y la humedad.
En una forma de ejecución ventajosa se prevé que al menos el primer sensor de temperatura y/o el segundo sensor de temperatura comprendan un contacto de resorte, y un elemento sensor de temperatura, donde el sensor de temperatura respectivamente está realizado de manera que la temperatura de la pared interna de la escotadura, mediante el contacto de resorte, puede transmitirse al elemento sensor de temperatura. Se considera ventajoso en este caso que se logre un efecto de resorte doble, por una parte mediante la vara de montaje, y por otra parte mediante el contacto de resorte. Gracias a esto puede mejorarse nuevamente el contacto mecánico entre el sensor de temperatura y la pared interna de la escotadura. Además, debido a esto puede prolongarse la vida útil de los sensores de temperatura, ya que puede reducirse cargas mecánicas partiendo desde el contacto entre la pared interna de la escotadura y el sensor de temperatura, mediante el contacto por resorte. Las cargas mecánicas de esa clase, de lo contrario, podrían por ejemplo conducir a roturas en el circuito impreso del sensor de temperatura y, con ello, a su avería.
En una forma de ejecución ventajosa se prevé que la unidad de contacto de resorte presente un elemento de resorte que está realizado en forma de espiral o en forma de S. En este caso, se considera ventajoso que un elemento de resorte de esa clase pueda producirse de forma conveniente en cuanto a los costes y sencilla.
En una forma de ejecución ventajosa se prevé que el contacto de resorte, de manera adicional, presente un elemento de contacto y un elemento guía, donde el elemento de resorte está dispuesto entre el elemento de contacto y el elemento sensor de temperatura, y donde el elemento guía está realizado de manera que el elemento guía representa una guía para el elemento de contacto. Se considera ventajoso que la dirección del efecto de resorte, mediante el elemento guía, pueda adaptarse de modo correspondiente, para alcanzar un acoplamiento mecánico fiable entre el elemento de contacto y la pared interna de la escotadura. Además, mediante el elemento de contacto puede mejorarse la conexión térmica de la pared interna de la escotadura con respecto al elemento de resorte y, con ello, también con respecto al sensor de temperatura.
Dibujos
La figura 1 muestra un ejemplo de ejecución de un dispositivo de medición según la invención para determinar la temperatura de una superficie de cilindro.
La figura 2 muestra el ejemplo de ejecución del dispositivo de medición según la invención para determinar la temperatura de una superficie de cilindro según la figura 1, el cual está insertado en una escotadura de un cuerpo de cilindro.
La figura 3 muestra un ejemplo de ejecución de un sensor de temperatura según la invención, de un dispositivo de medición según la invención.
La figura 4 muestra el ejemplo de ejecución del sensor de temperatura según la invención según la figura 3, de un dispositivo de medición según la invención, cuando el dispositivo de medición está insertado en una escotadura de un cuerpo de cilindro.
Descripción de ejemplos de ejecución
La figura 1 muestra un ejemplo de ejecución de un dispositivo de medición según la invención para determinar la temperatura de una superficie de cilindro. Está representado un dispositivo de medición 10 que presenta un primer sensor de temperatura 21, un segundo sensor de temperatura 22, así como otros sensores de temperatura 20. Además, el dispositivo de medición 10 presenta una vara de montaje 15. Los sensores de temperatura 20, 21 y 22 están dispuestos distanciados unos con respecto a otros, sobre la vara de montaje 15, en la dirección axial de la vara de montaje 15. Además, la vara de montaje 15 presenta elementos soporte 30 que igualmente están dispuestos en dirección axial, a ambos lados con respecto a cada sensor de temperatura 20, 21 y 22. El dispositivo de medición 10 presenta además un manguito 40, que está colocado en la vara de montaje 15, del lado frontal, en un extremo 16 de la vara de montaje 15. En el manguito 40 están dispuestas una unidad de procesamiento 46, una unidad de comunicación inalámbrica 42 y una unidad de suministro de energía eléctrica 44. La unidad de procesamiento 46 puede ser por ejemplo un microcontrolador. La unidad de procesamiento 46, mediante un cable no representado, por ejemplo un cable BUS, está conectada a los sensores de temperatura 20, 21 y 22, para poder registrar valores de temperatura de cada uno de los sensores de temperatura 20, 21 y 22. Además, la unidad de procesamiento 46 está conectada a la unidad de comunicación 42 y está configurada para emitir los valores de temperatura registrados, mediante la unidad de comunicación 42. La unidad de comunicación 42 puede ser por ejemplo una unidad Bluetooth o una unidad WLAN. Adicionalmente, tanto la unidad de procesamiento 46, como también la unidad de comunicación 42, están conectadas a la unidad de suministro de energía eléctrica 44. La unidad de suministro de energía eléctrica 44 puede ser por ejemplo un acumulador de energía eléctrica, como una batería o un acumulador. De manera alternativa, o también como combinación, la unidad de suministro de energía eléctrica 44 puede estar realizada como unidad colectora de energía, así como puede obtener energía eléctrica suministrada externamente, por ejemplo de forma inductiva.
En un ejemplo de ejecución alternativo, no representado en las ilustraciones, el dispositivo de medición puede presentar adicionalmente además al menos un sensor de aceleración. Mediante valores de aceleración registrados por el sensor de aceleración, pueden entonces por ejemplo deducirse un estado de funcionamiento y un tiempo de paso del cilindro, o también un estado del cojinete del cilindro, como por ejemplo una falta de equilibrio.
La figura 2 muestra el ejemplo de ejecución del dispositivo de medición según la invención para determinar la temperatura de una superficie de cilindro según la figura 1, el cual está insertado en una escotadura de un cuerpo de cilindro. Está representado un cuerpo de cilindro 1. El cuerpo de cilindro 1 presenta un eje de rotación 3, una superficie de cilindro 6, así como un lado frontal 7. En el lado frontal 7, el cuerpo de cilindro 1 presenta una escotadura 4. Una escotadura 4 de esa clase puede ser por ejemplo una perforación. La escotadura 4 se extiende en particular de forma paralela con respecto al eje de rotación 3 del cuerpo de cilindro 1. Para determinar del modo más exacto posible la temperatura de la superficie de cilindro 6, la escotadura 4 está dispuesta además lo más cerca posible de la superficie de cilindro 6, puesto que de ese modo la temperatura de la superficie de cilindro 6 coincide aproximadamente con la temperatura de una pared interna 5 de la escotadura 4. En la escotadura 4 está insertado el dispositivo de medición 10, por ejemplo conformado según la figura 1. De este modo, la vara de montaje 15 está realizada de forma elástica entre los elementos soporte 30, de manera que a cada uno de los sensores de temperatura 20, 21 y 22 se aplica una fuerza de presión F definida, contra una pared interna 5 de la escotadura 4. Los elementos soporte 30 actúan como capa opuesta en la dirección opuesta a la fuerza de presión F. De este modo, el dispositivo de medición 10 utilizado se estabiliza mediante la conformación por sí misma, y la vara de montaje 15 está tensada de forma ondulada. La fuerza de presión F, por una parte, puede regularse mediante la rigidez de la vara de montaje 15 y, por otra parte, mediante la distancia entre los elementos soporte 30. En particular, el dispositivo de medición 10 está insertado en la escotadura 4 de modo tal, que los sensores de temperatura 20, 21 y 22 son presionados en la dirección de la superficie de cilindro 6, y los elementos soporte 30, de manera correspondiente, son presionados en la dirección del eje de rotación 3 del cuerpo de cilindro 1. Además, el manguito 40 del dispositivo de medición 10 está conformado de manera tal, que el mismo se utiliza como elemento soporte 30 para la primera unidad de sensor de temperatura 21. Además, el manguito 40 está conformado de modo tal, que el mismo llena por completo la escotadura 4, por tanto en particular, una primera sección transversal del manguito 40 corresponde a una segunda sección transversal de la escotadura 4. En particular, el manguito 40 termina de forma alineada con el lado frontal 7 del cuerpo de cilindro 1, estanqueizando de este modo la escotadura 4 con respecto al exterior. En otro ejemplo de ejecución, no representado en las ilustraciones, también puede estar proporcionado un elemento de cierre, que cierra la escotadura 4.
La figura 3 muestra un ejemplo de ejecución de un sensor de temperatura según la invención, de un dispositivo de medición según la invención. El sensor de temperatura 20, 21 o también 22, está dispuesto sobre la vara de montaje 15, en correspondencia con la figura 1. El sensor de temperatura 20, 21 o también 22, presenta una carcasa 29 opcional. En la carcasa 29 está dispuesto un circuito impreso 23, sobre el cual a su vez está dispuesto un elemento sensor de temperatura 24. En el circuito impreso 23 puede estar integrado además por ejemplo un circuito de evaluación, no representado, que está realizado por ejemplo como microcontrolador con capacidad de bus, con una identificación individual. El elemento sensor de temperatura 24, por ejemplo, una resistencia de medición de platino, está conectado a un elemento de contacto 27 mediante un elemento de resorte 26. El elemento de resorte 26 es en forma de espiral. De manera alternativa, sin embargo, también es posible una conformación en forma de S del elemento de resorte 26. El elemento de contacto 27, el elemento de resorte 26 y un elemento guía 28, forman un contacto de resorte 25. De este modo, el elemento guía 28 está conformado de manera que el mismo representa una guía para el elemento de contacto 27, que debido a esto sólo puede desplazarse a lo largo de un eje z, perpendicularmente con respecto a un plano del circuito impreso 23. También la fuerza de presión F mostrada en la figura 2 se extiende a lo largo del eje z.
La figura 4 muestra el ejemplo de ejecución del sensor de temperatura según la invención según la figura 3, de un dispositivo de medición según la invención, cuando el dispositivo de medición está insertado en una escotadura de un cuerpo de cilindro. Está representado un sensor de temperatura 20, 21, o también 22, según la figura 3. Mediante la fuerza de presión F que se genera mediante la vara de montaje 15 y elementos soporte 30 no representados, la unidad de sensor de temperatura 20, 21 o también 22 se apoya contra la pared interna 5 de la escotadura 4. Debido a esto, el elemento de contacto 27 del contacto por resorte 25 se comunica con la pared interna 5 y puede transmitir la temperatura desde el mismo, mediante el elemento de resorte 26, hacia el elemento sensor de temperatura 24. Por ese motivo, en particular el elemento de contacto 27 y el elemento de resorte 26 deben presentar un material con buena conductividad térmica.
En otro ejemplo de ejecución alternativo, no representado en las ilustraciones, el contacto por resorte 25 sólo presenta un elemento de resorte 26 que transmite la temperatura desde la pared interna 5 de la escotadura 4, directamente hacia el elemento sensor de temperatura 24.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de medición (10) para la determinación de la temperatura de una superficie de cilindro (6) de un cuerpo de cilindro (1), donde el dispositivo de medición (10) puede insertarse en una escotadura (4) del cuerpo de cilindro (1), y donde el dispositivo de medición (10) comprende al menos un primer sensor de temperatura (21) y un segundo sensor de temperatura (22), caracterizado porque el dispositivo de medición (10) presenta una vara de montaje (15), sobre la cual están dispuestos distanciados uno de otro al menos el primer y el segundo sensor de temperatura (21, 22), en la dirección axial de la vara de montaje (15), y la que a cada lado de un sensor de temperatura (21, 22), en dirección axial, presenta respectivamente un elemento soporte (30), en donde la vara de montaje (15) está realizada de forma elástica entre los elementos soporte (30), de manera que a cada uno de los sensores de temperatura (21, 22) puede aplicarse una fuerza de presión (F) definida, contra una pared interna (5) de la escotadura (4).
2. Dispositivo de medición (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque la vara de montaje (15) está formada de acero, en particular de acero para resortes, al menos entre los elementos soporte (30).
3. Dispositivo de medición (10) según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los elementos soporte (30) están formados de acero y/o de plástico.
4. Dispositivo de medición (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de medición (10) presenta una unidad de comunicación inalámbrica (42), una unidad de suministro de energía eléctrica (44) y una unidad de procesamiento (46), que están dispuestas en un manguito (40) colocado del lado frontal en un extremo (16) de la vara de montaje (15).
5. Dispositivo de medición (10) según la reivindicación 4, caracterizado porque el manguito (40) está diseñado como elemento soporte (30).
6. Dispositivo de medición (10) según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque el manguito (40) presenta una primera sección transversal, y está realizado de manera que la primera sección transversal corresponde a una segunda sección transversal de la escotadura (4).
7. Dispositivo de medición (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos el primer sensor de temperatura (21) y/o el segundo sensor de temperatura (22) comprenden un contacto de resorte (25), y un elemento sensor de temperatura (24), donde el sensor de temperatura (21, 22) respectivamente está realizado de manera que la temperatura de la pared interna (5) de la escotadura (4), mediante el contacto de resorte (25), puede transmitirse al elemento sensor de temperatura (24).
8. Dispositivo de medición según la reivindicación 7, caracterizado porque el contacto de resorte (25) presenta un elemento de resorte (26), que está realizado en forma de espiral o en forma de S.
9. Dispositivo de medición según una de las reivindicaciones 8, caracterizado porque el contacto de resorte (25), de manera adicional, presenta un elemento de contacto (27) y un elemento guía (28), donde el elemento de resorte (26) está dispuesto entre el elemento de contacto (27) y el elemento sensor de temperatura (24), y donde el elemento guía (28) está realizado de manera que el elemento guía (28) representa una guía para el elemento de contacto (27).
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