ES2936219T3 - Captura y transmisión de datos de un cojinete de una planta siderúrgica o de un tren de laminación - Google Patents
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Abstract
Se divulga un dispositivo para capturar y transmitir datos de un rodamiento de una planta siderúrgica o laminadora, el dispositivo comprende al menos - - una carcasa de rodamiento (14) para un rodamiento para componentes giratorios, - - un sensor con una unidad de procesamiento de datos, ambos están dispuestos en la carcasa del cojinete (14) y están diseñados para capturar y almacenar datos del cojinete, - - una unidad de transmisión de datos, que está dispuesta en la carcasa del cojinete (14) y está diseñada para transmitir de forma inalámbrica datos del sensor a un receptor remoto, - - una unidad de recepción de energía, que está dispuesta en la carcasa del rodamiento (14) y está diseñada para recibir energía de forma inalámbrica y transmitirla a la unidad de transmisión de datos y a la unidad de procesamiento de datos, - - una fuente de energía (25) con una unidad de transmisión de energía (22),que está diseñado para suministrar energía a la unidad receptora de energía de forma inalámbrica, en el que está previsto - - que la fuente de energía (25) y la unidad transmisora de energía (22) estén dispuestas fuera de una carcasa de cojinete (14), - - que la fuente transmisora de energía unidad (22), que está cubierta por la carcasa del cojinete (14), está dispuesta sobre o en una parte estructural (20) que se une a la carcasa del cojinete (14) y es parte de la estructura de soporte (21) de la acería o laminadora y que permanece sobre la estructura de soporte (21) de la acería o laminadora cuando se retira la caja de cojinetes (14) para su mantenimiento.está dispuesto sobre o en una parte estructural (20) que se une a la carcasa del cojinete (14) y es parte de la estructura de soporte (21) de la acería o tren de laminación y que permanece en la estructura de soporte (21) de la acería o tren de laminación cuando se retira la carcasa del cojinete (14) para fines de mantenimiento.está dispuesto sobre o en una parte estructural (20) que se une a la carcasa del cojinete (14) y es parte de la estructura de soporte (21) de la acería o tren de laminación y que permanece en la estructura de soporte (21) de la acería o tren de laminación cuando se retira la carcasa del cojinete (14) para fines de mantenimiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Captura y transmisión de datos de un cojinete de una planta siderúrgica o de un tren de laminación
Campo técnico
La invención se refiere a un dispositivo para la captura y transmisión de datos de un cojinete de una planta siderúrgica o de un tren de laminación, en donde el dispositivo comprende al menos
- una carcasa de cojinete para un cojinete para componentes rotatorios,
- un sensor con una unidad de procesamiento de datos, estando los dos dispuestos en la carcasa de cojinete y estando diseñados para la captura y almacenamiento de datos del cojinete,
- una unidad de transmisión de datos, la cual está dispuesta en la carcasa de cojinete y está diseñada para la transmisión inalámbrica de datos del sensor a un receptor remoto,
- una unidad de recepción de energía, que está dispuesta en la carcasa de cojinete que está configurada para recibir energía inalámbrica y retransmitirla, por regla general mediante conexión alámbrica, a la unidad de transmisión de datos y la unidad de procesamiento de datos, y
- una fuente de energía con una unidad de transmisión de energía, que está configurada para suministrar de manera inalámbrica energía a la unidad de recepción de energía,
- una estructura de soporte de una planta siderúrgica o de un tren de laminación.
El componente rotatorio puede ser el rodillo de un tren de laminación o el rollo de una guía de hebra de una instalación de vertido continuo o el rollo de una guía de cinta de una instalación de vertido de cinta, u otro componente crítico para la operación, que por ello debería ser vigilado en línea, como por ejemplo mandriles de carrete, árboles de transmisión, rollos de medición de lisura, cabezas rotativas de boquilla para la desincrustación (en inglés rotary descaler), tambor de cizallamiento. La carcasa de cojinete acomoda al verdadero cojinete y por regla general está unida, de modo que puede soltarse, con una estructura de soporte, por ejemplo de la planta siderúrgica o de un tren de laminación, con ello la carcasa de cojinete puede ser retirada de la estructura de soporte, para el mantenimiento del cojinete o de la carcasa de cojinete y puede ser llevada a otro sitio. El cojinete puede ser un cojinete de rodillo, un cojinete de rollo, un cojinete de deslizamiento o una junta articulada. A partir del documento DE 102o07061279 A l se conoce un dispositivo genérico.
Estado de la técnica
Para capturar a lo largo del tiempo la carga de un cojinete, en particular en una planta siderúrgica o de un tren de laminación, desde el principio se equipan los cojinetes con sensores correspondientes, o se incorporan sensores temporales, a los que se suministra energía mediante cable y anillos de deslizamiento, en donde también los datos son transmitidos mediante cable y anillos de deslizamiento desde el sensor al cojinete. Los cableados no son adecuados para la operación permanente, puesto que pueden ser perturbados o deteriorados durante la operación o durante el mantenimiento.
A partir del documento US 7394395 B2 se conoce un sensor en una carcasa de cojinete de una instalación de vertido o cojinete de rodillo, el cual transfiere de modo inalámbrico los datos de estado del cojinete. Para el suministro de energía del sensor se proveen bien sea baterías en la carcasa de cojinete (Fig. 4A, 4B, 16), o un generador en la carcasa de cojinete (Fig. 17), o una fuente de energía de la unidad de transmisión de datos, que está dispuesto en o dentro de la carcasa de cojinete (Fig. 17).
Las baterías en la carcasa de cojinete son desventajosas porque pueden deteriorarse por el sobrecalentamiento breve, como ocurre en una planta siderúrgica o de un tren de laminación. Además, las carcasas de cojinete están revestidas respecto a las cargas de los componentes rotatorios y ofrecen por ello sólo espacio muy limitado, por ejemplo en forma de espacios huecos, para baterías o generadores. El arreglo de una fuente de energía en cualquier sitio por fuera de la carcasa de cojinete salva así mismo el peligro de perjuicio por el calor de proceso.
El documento DE 112004 001 448 T5 muestra una estructura de una máquina, por ejemplo un cojinete de rueda de un automóvil, con sensores inalámbricos que pueden leer los datos de ensambles de cojinetes. Una unidad de recepción de señales de sensor, que está dispuesta remotamente respecto al cojinete de rueda, exhibe una parte de envío de corriente de alimentación y una parte receptora de señal del sensor. La parte receptora de señal del sensor recibe las señales del sensor de unidades de sensor inalámbrico, la parte de envío de corriente de alimentación envía la eficiencia operativa eléctrica por medio de ondas electromagnéticas a las unidades de sensor inalámbrico. No se divulga una carcasa de cojinete, de modo que no puede determinarse la posición de la parte de envío de corriente alimentación respecto a, por ejemplo, una carcasa de cojinete. La unidad de recepción de señal de sensor con parte de envío de corriente de alimentación puede estar dispuesta en cualquier posición adecuada, de acuerdo con el documento DE 11 2004001 448 T5. No es posible un arreglo cualquiera para un uso en una planta siderúrgica o de un tren de laminación, debido a carga térmica que allí ocurre, pero también a la duración.
Objetivo de la invención
Por ello, es un objetivo de la presente invención superar las desventajas del estado de la técnica y proponer un dispositivo para la captura y transmisión de datos de un cojinete de una planta siderúrgica o de un tren de laminación, que no tenga ninguna fuente de energía dentro de la carcasa de cojinete, aunque asegure un suministro duradero de energía de unidad de transmisión de datos y la unidad de procesamiento de datos, y preferiblemente facilite el mantenimiento del cojinete o carcasa de cojinetes.
Presentación de la invención
Este objetivo es logrado de acuerdo con la invención mediante un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1. La reivindicación 1 parte de un dispositivo que comprende al menos
- una carcasa de cojinete para un cojinete para componentes rotatorios,
- un sensor con una unidad de procesamiento de datos, estando los dos dispuestos en la carcasa de cojinete y estando diseñados para la captura y almacenamiento de datos del cojinete,
- una unidad de transmisión de datos, la cual está dispuesta en la carcasa de cojinete y está diseñada para la transmisión inalámbrica de datos del sensor a un receptor remoto,
- una unidad de recepción de energía, que está dispuesta en la carcasa (14) de cojinete que está configurada para recibir energía inalámbrica y retransmitirla (por regla general mediante conexión alámbrica) a la unidad de transmisión de datos y la unidad de procesamiento de datos,
- una fuente de energía con una unidad de transmisión de energía, que está configurada para suministrar de manera inalámbrica energía a la unidad de recepción de energía,
- una estructura de soporte de una planta siderúrgica o de un tren de laminación.
Al respecto, se prevé,
- que la fuente de energía y la unidad de transmisión de energía estén dispuestas por fuera de una carcasa de cojinete, - que la unidad de transmisión de energía esté dispuesta en o dentro de una parte estructural, que hace contacto con la carcasa de cojinete y es parte de la estructura de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación, - que durante el retiro de la carcasa de cojinete para propósitos de mantenimiento, la parte estructural esté configurada para permanecer en la estructura de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación, y
- que la unidad de transmisión de energía esté cubierta por la carcasa de cojinete.
La fuente de energía y la unidad de transmisión de energía están dispuestas por fuera de la carcasa de cojinete, en donde la unidad de transmisión de energía está ensamblada de modo que, durante el retiro de la carcasa de cojinete, permanezca en sitio en la estructura de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación, y no tengan que usarse etapas separadas para desensamblar la unidad de transmisión de energía de la carcasa de cojinete.
La fuente de energía, que por regla general está más alejada de la carcasa de cojinete que la unidad de transmisión de energía, permanece en consecuencia así mismo en sitio durante el retiro de la carcasa de cojinete, por ejemplo, en la estructura de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación. Si la fuente de energía está aún más lejos de la carcasa de cojinete, comparada con la unidad de transmisión de energía, se asegura que la fuente de energía es expuesta en todo caso a una carga térmica más baja, mediante el cual se asegura un suministro de energía duradero.
La carcasa de cojinete puede estar manufacturada en acero. La carcasa de cojinete puede rodear un cojinete de guía de hebra de una instalación de vertido continuo de lingote desbastado o de desbaste plano. A este respecto, la carcasa de cojinete puede ser parte de una guía de hebra de una instalación de vertido continuo de lingote desbastado o de desbaste plano.
Como sensores entran en consideración, por ejemplo, sensores para la medición de temperatura, de presión, de aceleración (por ejemplo aceleradores Triax) y de fuerza. El sensor de fuerza puede basarse, por ejemplo, en el principio Piezo o en el principio de técnica de medición capacitiva (dieléctrica). En caso de presentarse una lubricación o un enfriamiento del cojinete o del componente rotatorio, también puede estar presente un sensor para vigilar la lubricación o para medir el flujo de refrigerante. Básicamente entran en consideración todos los sensores que entregan una señal que puede ser procesada electrónicamente.
La unidad de procesamiento de datos comprende por regla general al menos un procesador (CPU) y una memoria, por ejemplo, un chip de memoria, y está conectada por regla general mediante cable y/o circuitos impresos de una placa de circuito impreso con el o Ios sensores. En la unidad de procesamiento de datos pueden someterse a procesamiento previo, digitalización y almacenamiento intermedio Ios datos de medición.
La unidad de transmisión de datos comprende por regla general una antena que está conectada con la unidad de procesamiento de datos, por ejemplo, mediante un cable o un circuito impreso de una placa de circuito impreso. La unidad de transmisión de datos transmite, por ejemplo, datos como excesos de carga, valores medios temporales, desviaciones estándar, valores de pico a pico, junto con una identificación inequívoca (ID) y dado el caso un sello de tiempo al receptor remoto, por ejemplo, un dispositivo de lectura con la correspondiente antena. El receptor puede estar separado de la carcasa de cojinete, por ejemplo, de uno a cinco metros, preferiblemente menos de treinta metros,
de modo particular preferiblemente menos de diez metros. La unidad de transmisión de datos puede enviar al receptor, por ejemplo, señales con una frecuencia superior a 800 MHz , en particular superior a 2,4 GHz . Las elevadas frecuencias de transmisión son necesarias, para obtener canales seguros de datos y para evitar asignaciones falsas de señal o errores de interferencia. La transmisión de datos de la unidad de transmisión de datos al receptor puede ocurrir en intervalos de tiempo preestablecidos, por ejemplo, cada segundo o cada 5, 10, o 30 segundos, o cada 60 o más segundos, o por requerimiento del receptor. El receptor puede procesar datos de varias unidades de transmisión de datos. El receptor, o un emisor conectado con éste, puede retransmitir los datos a continuación a una nube de datos (nube de datos), donde estos pueden ser entonces almacenados, procesados adicionalmente, y usados para la vigilancia y control de los componentes rotatorios.
De la unidad de recepción de energía se transfiere de modo inalámbrico la energía recibida, por regla general, mediante un cable o un circuito impreso de una placa de circuito impreso, a la unidad de transmisión de datos, la memoria y la unidad de procesamiento de datos.
La unidad de procesamiento de datos, por consiguiente por ejemplo CPU y memoria, y la unidad de transmisión de datos, por consiguiente por ejemplo la antena, y la unidad de recepción de energía pueden ser realizadas sobre una placa conjunta de circuito impreso. Esta placa conjunta de circuito impreso puede estar constituida físicamente de varias subunidades, que están unidas mutuamente de modo mecánico. La placa conjunta de circuito impreso tiene preferiblemente una superficie menor que 4000 mm2, por consiguiente es, por ejemplo, menor que 50x80 mm en tamaño. La placa de circuito impreso tiene aún más preferiblemente una superficie menor que 3000 mm2, por consiguiente es, por ejemplo, menor que 40x75 mm, aún más preferiblemente menor que 1800 mm2, por consiguiente es, por ejemplo, menor que 30x60 mm en tamaño. De esta manera, la placa de circuito impreso encuentra lugar en un hueco muy pequeño de la carcasa de cojinete. A este respecto, también es ventajoso si la placa de circuito impreso tiene, junto con los componentes electrónicos que allí se encuentran, una altura menor que 18 mm, en particular menor que l3 mm, de modo particular preferiblemente menor que 9 mm.
De modo correspondiente, puede preverse que la placa conjunta de circuito impreso esté dispuesta en un hueco de la carcasa de cojinete, el cual exhibe una sección transversal máxima menor que 4000 mm2, preferiblemente menor que 3000 mm2, de modo particular preferiblemente menor que 1800 mm2.
La fuente de energía puede estar conectada con la unidad de transmisión de energía mediante un cable, por ejemplo, mediante un cable de dos o tres alambres. La fuente de energía puede ser una batería con un voltaje entre 5 y 48 V, por ejemplo, con 5 V, 9 V, 12 V, 24 V o 48 V. La fuente de energía y/o la unidad de transmisión de energía dispone por regla general de un convertidor DC-AC.
De acuerdo con la invención se prevé que la unidad de transmisión de energía esté cubierta por la carcasa de cojinete. Es decir, la carcasa de cojinete blinda la unidad de transmisión de energía del componente rotatorio almacenado en el cojinete de la carcasa de cojinete, cuyo componente está expuesto a una gran carga térmica en un tren de laminación o una planta siderúrgica. En otras palabras, durante la operación del dispositivo de acuerdo con la invención, la carcasa de cojinete está dispuesta entre la unidad de transmisión de energía y el componente rotatorio, visto en dirección normal al eje de giro del componente rotatorio.
Para alcanzar una ruta corta que transmisión entre la unidad de recepción de energía en la carcasa de cojinete y la unidad de transmisión de energía en la parte estructural, puede preverse que la unidad de recepción de energía en la carcasa de cojinete y la unidad de transmisión de energía en la parte estructural estén dispuestas en cada caso cerca de la superficie y mutuamente cercanas. La unidad de recepción de energía está dispuesta por consiguiente cerca a aquella superficie de la carcasa de cojinete que está orientada hacia la parte estructural, mientras la unidad de transmisión de energía está dispuesta cerca a aquella superficie de la parte estructural que está orientada hacia la carcasa de cojinete. La separación mutua de la recepción de energía y la unidad de transmisión de energía debería ser tan pequeña como fuese posible, por ejemplo, entre 0 y 100 mm, en particular entre 0,1 y 8 mm, de modo particular preferiblemente entre 0,2 y 3 mm. Al respecto la unidad de recepción de energía y la unidad de transmisión de energía deberían solaparse, preferiblemente cubrirse, en dirección del eje de giro del componente rotatorio. Sin embargo, no se excluye que la unidad de recepción de energía y unidad de transmisión de energía no se solapen, y la unidad de transmisión de energía esté dispuesta por consiguiente por ejemplo cerca de la carcasa de cojinete.
Una configuración de la invención consiste al respecto en que la unidad de transmisión de energía esté dispuesta en un hueco de la parte estructural, que en el estado de operación del dispositivo está alineado con la carcasa de cojinete. Por consiguiente en este caso no se prevé ningún material de la parte estructural entre la unidad de transmisión de energía y la carcasa de cojinete, la transmisión de energía hasta la carcasa de cojinete ocurre mediante el aire. La unidad de transmisión de energía podría sin embargo estar fundida en un plástico o una resina, para protegerla de la influencia del ambiente. Las dimensiones de la unidad fundida de transmisión de energía corresponden entonces preferiblemente a las dimensiones del hueco, con la condición de que la unidad fundida de transmisión de energía pueda ser introducida con poco espacio libre o en unión continua congruente en el hueco o pueda ser introducida en el hueco a través de una abertura de acceso.
De modo correspondiente, puede preverse también que la unidad de recepción de energía esté dispuesta en un hueco de la carcasa de cojinete, que en el estado de operación del dispositivo está alineado con la parte estructural. De este
modo se asegura que no se encuentre material de la carcasa de cojinete entre la unidad de recepción de energía y la parte estructural, y la transmisión de energía de modo electromagnético hasta la parte estructural pueda ocurrir por ello sin perturbaciones.
Es ventajoso si tanto la unidad de transmisión de energía como también la unidad de recepción de energía están dispuestas en cada caso en un hueco correspondiente (por consiguiente abierto y alineado respecto al otro hueco), porque entonces la transmisión de energía ocurre completamente sin perturbaciones y no es atenuada por una parte de la carcasa de cojinete o de la parte estructural,
En el caso de una instalación de vertido continuo puede preverse que la fuente de energía sea una batería de un segmento de una instalación de vertido continuo o un suministro de voltaje alterno (por ejemplo con 230 o 400 V) de un segmento de una instalación de vertido continuo, en donde el segmento comprende uno o varios rodillos de guía de hebra, y está conectado mediante una conducción eléctrica con la unidad de transmisión de energía,
Una forma de realización de la invención consiste en que la unidad de transmisión de energía y la unidad de recepción de energía estén configuradas para enviar o recibir energía mediante acoplamiento inductivo, en particular acoplamiento inductivo resonante,
Durante la transmisión inductiva de energía se genera un campo magnético alternante en el emisor, por medio de un oscilador, La transmisión ocurre mediante inducción mutua entre dos bobinas, una bobina en el emisor y una bobina en el receptor, En la bobina del receptor se induce mediante la corriente alterna un voltaje alterno en la bobina del emisor, éste es rectificado en aplicaciones, como las cargas de acumuladores, y es alimentado como voltaje de corriente continua por el usuario, La separación de las dos bobinas representa la ruta de transmisión inalámbrica y debería ser tan pequeña como fuese posible - son típicos algunos pocos milímetros hasta algunas decenas de milímetro de separación, Con separación de las dos bobinas que se torna mayor aumenta fuertemente el flujo de fuga, con lo cual baja el acoplamiento inductivo y se deteriora la eficiencia, Las separaciones típicas que se pueden superar con este procedimiento son de aproximadamente el diámetro de la bobina hasta el doble de diámetro de la bobina, el intervalo usado de frecuencia alcanza desde algunas decenas de kHz hasta el intervalo de MHz .
El acoplamiento inductivo resonante representa una extensión del acoplamiento inductivo, para aumentar el sólo pequeño alcance, Para ello, en la ruta de espacio libre entre la bobina emisora y la bobina receptora se aplican uno o varios circuitos oscilantes libres, Cada uno de estos circuitos oscilantes consiste en un condensador y una bobina, cuya frecuencia de resonancia es ajustada a la frecuencia de transmisión, La resonancia entre los circuitos oscilantes conduce a un acoplamiento magnético mejorado entre las bobinas emisora y receptora para la frecuencia de transmisión, lo cual trae consigo un mayor alcance y una mejor eficiencia, Con ello, es posible una transmisión inalámbrica de energía a través de una distancia en el orden de magnitud de 4 a 10 veces el diámetro de la bobina,
Una técnica estandarizada de transmisión que puede usarse para la presente invención, es conocida como Qi, Qi es un estándar de propietario de Wireless Power Consortium para la transmisión inalámbrica de energía mediante inducción electromagnética en distancias cortas,
Una forma de realización de la invención consiste en que la unidad de transmisión de energía y la unidad de recepción de energía estén configuradas para que la transmisión de energía ocurra con una frecuencia mayor o igual que 100 kHz, en particular de más de 300 kHz,
La invención comprende también el uso de un dispositivo de acuerdo con la invención para la captura y transmisión de datos de un cojinete de una planta siderúrgica o de un tren de laminación, Con ello, el uso comprende
- una carcasa de cojinete para un cojinete para componentes rotatorios,
- al menos un sensor con una unidad de procesamiento de datos, estando los dos dispuestos en la carcasa de cojinete y capturando y almacenando de datos del cojinete,
- una unidad de transmisión de datos, la cual está dispuesta en la carcasa de cojinete y transmite de modo inalámbrico datos del sensor a un receptor remoto,
- una unidad de recepción de energía, que está dispuesta en la carcasa de cojinete y que recibe energía inalámbrica y la retransmite, por regla general mediante conexión alámbrica, a la unidad de transmisión de datos y la unidad de procesamiento de datos,
- una fuente de energía con una unidad de transmisión de energía, que suministra de manera inalámbrica energía a la unidad de recepción de energía,
- una estructura de soporte de una planta siderúrgica o de un tren de laminación,
Al respecto, se prevé,
que la fuente de energía y la unidad de transmisión de energía estén dispuestas por fuera de una carcasa de cojinetes, y
que la unidad de transmisión de energía esté dispuesta en o dentro de una parte estructural, la cual hace contacto con la carcasa de cojinete y es parte de la estructura de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación, parte
estructural que está configurada para permanecer en la estructura de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación durante el retiro de la carcasa de cojinete con propósitos de mantenimiento, y
que la unidad de transmisión de energía está cubierta por la carcasa (14) de cojinete.
Con la presente invención pueden enviarse valores de medición de manera continua de sensores en la carcasa de cojinete de cualesquier guía de hebra a un receptor, lo cual hace posible una vigilancia continua del estado del cojinete o carcasa de cojinetes de muchas guías de hebra, de modo que están disponibles valores de medición y magnitudes derivadas de ellos en tiempo real para el sistema de automatización (nivel 1 y nivel 2) de una planta siderúrgica o de un tren de laminación, pero también para la vigilancia de desviaciones en la producción. Con ello pueden hacerse por ejemplo predicciones sobre fallas futuras o planearse trabajos de mantenimiento.
El procesamiento de los valores de medición tiene lugar por regla general en una nube de datos, donde la información es transferida mediante aplicaciones adecuadas de software a unidades de control de la planta siderúrgica o de un tren de laminación y/o al personal de operación o gerente de planta o a la alta dirección.
Breve descripción de las figuras
La invención es ahora ilustrada en más detalle mediante ejemplos de realización. Los dibujos son ejemplares y deberían exponer concretamente las ideas de la invención, pero en ningún caso restringirlas o en absoluto reproducirlas de manera concluyente.
Al respecto, se muestra:
Fig. 1 una vista esquemática de un rollo de guía de hebra en corte longitudinal,
Fig. 2 una sección transversal a través de una carcasa de cojinete de un rollo de guía de hebra,
Fig. 3 el arreglo de sensores en la carcasa de cojinete.
Realización de la invención
Se usan rollos 19 de guía de hebra en una instalación de vertido continuo, para la conducción y soporte de una hebra metálica al menos parcialmente rígida que sale de una lingotera de vertido continuo, y son conocidos como tales en muchos tipos diferentes de construcción. En función del ancho de la hebra metálica vertida, los rollos 19 de guía de hebra son colocados dos veces o también varias veces. Bajo el efecto de la cuerda metálica caliente y pesada, los rollos 19 de guía de hebra son expuestos a elevadas cargas térmicas y mecánicas, que requieren un mantenimiento continuo y con ello trabajo de cambio en la instalación de vertido continuo. La Fig. 1 muestra en una representación esquemática un rollo 19 de guía de hebras colocado tres veces, como se usa en la guía de hebra de una instalación de vertido continuo, y que es fabricado por regla general de componentes estándar, componentes prefabricados y componentes parcialmente procesados, y que encaja. El rollo de guía de hebra comprende en este caso dos revestimientos 1, 2 de rollo, que se soportan sobre árboles 3, 4, 5 de soporte. Los árboles de soporte desembocan en pivotes 6, 7, 8, 9 de árboles de soporte, que sobresalen en huecos de los revestimientos 1,2 de rollo y con estos forman una unión a prueba de torque. Los árboles 3, 4, 5 de soporte se apoyan en unidades 10, 11, 12, de cojinete que consisten en cada caso en un cojinete 13 de rodillo y una carcasa 14 de cojinete, que es denominada también como bloque de cojinete. El rollo de guía de hebra es forzado a través de un canal 15 de medio de enfriamiento central continuo y unido en la cara frontal con uniones 16, 17 rotativas para la línea de suministro y evacuación de un medio de enfriamiento. Los revestimientos 1, 2 de rollo exhiben una capa 18 superficial resistente al desgaste, que aumenta la vida útil del rollo de guía de hebra.
La estructura del rollo 19 y de guía de hebra no es esencial para la presente invención, tampoco tiene que existir enfriamiento.
En la Fig. 2 se representa una sección transversal a través de una carcasa 14 de cojinete. No está representado el cojinete 13. La carcasa 14 de cojinete pisa una parte 20 estructural, que en este caso es una placa intermedia. La placa 20 intermedia está fija a la estructura 21 de soporte. La estructura 21 de soporte puede ser un segmento de una instalación de vertido continuo, que porta varios rollos 19 de guía de hebra. La carcasa 14 de cojinete cubre la placa 20 intermedia, de modo que ésta no es esencialmente visible desde el eje de giro del rollo 19 de guía de hebra. En el caso de la Fig. 2, la carcasa 14 de cojinete abraza la placa 20 intermedia también parcialmente en forma lateral.
En la carcasa 14 de cojinete se suministra cerca a su lado inferior un hueco 23, en el cual puede introducirse una placa de circuito impreso, sobre la cual se ensamblan la unidad de procesamiento de datos, por consiguiente por ejemplo CPU y memoria, la unidad de transmisión de datos, por consiguiente por ejemplo la antena, y la unidad de recepción de energía. La placa de circuito impreso tiene una superficie menor que 4000 mm2, preferiblemente menor que 3000 mm2, de modo particular preferiblemente menor que 1800 mm2 e incluyendo los componentes electrónicos que allí se encuentran tiene una altura menor que 18 mm, en particular menor que 13 mm, de modo particular preferiblemente menor que 9 mm. la placa de circuito impreso está conectada con los correspondientes sensores mediante conducciones eléctricas en forma de alambres, sensores que están dispuestos en otro sitio en la carcasa 14 de
cojinete, por ejemplo cerca al cojinete. Los sensores que están dispuestos sobre la placa de circuito impreso están conectados con la unidad de procesamiento de datos de modo correspondiente mediante circuitos impresos de la placa de circuito impreso.
La unidad de recepción de energía está dispuesta en particular sobre la placa de circuito impreso de modo que está cerca a la placa 20 intermedia, en particular la unidad de recepción de energía está dispuesta en la parte del hueco 23 que representa una abertura hacia la placa 20 intermedia. El hueco 23 es abierto por lo demás lateralmente para poder introducir la placa de circuito impreso en la carcasa 14 de cojinete.
La unidad 22 de transmisión de energía está dispuesta en un hueco de la placa 20 intermedia, que está abierto hacia la carcasa 14 de cojinete. La unidad 22 de transmisión de energía está conectada mediante una conducción 24 eléctrica a la batería 25 que sirve como fuente de energía, que está asignada al segmento de la instalación de vertido continuo.
Cuando se retira la carcasa 14 de cojinete con propósitos de mantenimiento, la unidad 22 de transmisión de energía permanece en la placa 20 intermedia y con ello en la estructura 21 de soporte, la batería 25, que sirve para la operación y el empleo del rollo 19 de guía de hebra, permanece en cualquier caso en la estructura 21 de soporte en otro sitio asignado al segmento de una instalación de vertido continuo.
En la Fig. 3 se muestra un corte a través de una carcasa 14 de cojinete. En la representación en corte se representa un sitio para el primer sensor 26 así como una estría 27 conductora relacionada, en la cual puede tenderse un conductor correspondiente para la conexión del primer sensor 26 con la placa de circuito impreso, no representada aquí, dispuesta en el hueco 23 para la transmisión de señal. Para un segundo sensor 28 se suministra así mismo una estría conductora 29 relacionada, para la conexión del segundo sensor 28 con la placa de circuito impreso, no representada aquí, en el hueco 23, con el propósito de la transmisión de señal.
El hueco 23 está abierto hacia abajo, de modo que pueda ocurrir un acoplamiento inductivo entre la unidad 22 de transmisión de energía, véase la Fig. 2, y la unidad de recepción de energía, que está dispuesta en el hueco 23. La unidad de procesamiento de datos, la unidad de transmisión de datos y la unidad de recepción de energía están dispuestas en una placa conjunta de circuito impreso, que puede ser insertada aquí desde abajo en el hueco 23.
Cuando la placa de circuito impreso en la Fig. 3 es aplicada horizontalmente en el hueco 23, la unidad de recepción de energía está dispuesta en el lado inferior de la placa de circuito impreso, de modo que se encuentra cerca a la placa 20 intermedia representada en la Fig. 2.
Lista de signos de referencia:
1, 2 revestimiento de rollo
3, 4, 5 árboles de soporte
10, 11, 12 unidades de cojinete
13 cojinete (cojinete de rodillos)
14 carcasa de cojinete
15 canal de medio de enfriamiento
16, 17 uniones rotativas
18 capa superficial resistente al desgaste
19 rollo de guía de hebra (componente rotativo)
20 placa intermedia (parte de construcción)
21 construcción de soporte
22 unidad de transmisión de energía
23 hueco en carcasa 14 de cojinete
24 conducción eléctrica
25 batería (fuente de energía)
26 primer sensor
27 estría conductora
28 segundo sensor
29 estría conductora
Claims (11)
1. Dispositivo para la captura y transmisión de datos de un cojinete (13) de una planta siderúrgica o de un tren de laminación, en donde el dispositivo comprende al menos
- una carcasa (14) de cojinete para un cojinete (13) para componentes (19) rotatorios,
- un sensor con una unidad de procesamiento de datos, estando los dos dispuestos en la carcasa (14) de cojinete y estando diseñados para la captura y almacenamiento de datos del cojinete (13),
- una unidad de transmisión de datos, la cual está dispuesta en la carcasa (14) de cojinete y está diseñada para la transmisión inalámbrica de datos del sensor a un receptor remoto,
- una unidad de recepción de energía, que está dispuesta en la carcasa (14) de cojinete que está configurada para recibir energía inalámbrica y retransmitirla a la unidad de transmisión de datos y la unidad de procesamiento de datos, - una fuente (25) de energía con una unidad (22) de transmisión de energía, que está configurada para suministrar de manera inalámbrica energía a la unidad de recepción de energía,
- en donde la fuente (25) de energía está dispuesta por fuera de la carcasa (14) de cojinete,
- en donde la unidad (22) de transmisión de energía está cubierta por la carcasa (15) de cojinete, caracterizado porque
- el dispositivo comprende una estructura (21) de soporte de una planta siderúrgica o de un tren de laminación, - la unidad (22) de transmisión de energía está dispuesta por fuera de la carcasa (14) de cojinete,
- la unidad (22) de transmisión de energía está dispuesta en o en una parte (20) estructural que está en contacto con la carcasa (14) de cojinete y es parte de la estructura (21) de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación, y
- la parte (20) estructural está configurada para permanecer en la estructura (21) de soporte de la planta siderúrgica o de un tren de laminación, durante el retiro de la carcasa (14) de cojinete para propósitos de mantenimiento.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de recepción de energía en la carcasa (14) de cojinete y la unidad (22) de transmisión de energía en la parte (20) estructural están dispuestas en cada caso cerca de la superficie y mutuamente cercanas.
3. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad (22) de transmisión de energía está dispuesta en un hueco de la parte (20) estructural, que en el estado de operación del dispositivo está alineado hacia la carcasa (14) de cojinete.
4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo comprende al menos un segmento de una instalación de vertido continuo, segmento que exhibe una batería o un suministro de voltaje alterno, porque la fuente (25) de energía es una batería de un segmento de una instalación de vertido continuo o un suministro de voltaje alterno de un segmento de una instalación de vertido continuo, en donde el segmento comprende uno o varios rodillos (19) de guía de hebra, y porque la fuente (25) de energía está unida mediante una conducción (24) eléctrica con la unidad (22) de transmisión de energía.
5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad (22) de transmisión de energía y la unidad de recepción de energía están configuradas para enviar o recibir energía mediante acoplamiento inductivo, en particular acoplamiento inductivo resonante.
6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad (22) de transmisión de energía y la unidad de recepción de energía están configuradas para que la transmisión de energía ocurra con una frecuencia mayor o igual a 100 kHz, en particular mayor a 300 kHz.
7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de procesamiento de datos, la unidad de transmisión de datos y la unidad de recepción de energía están dispuestas sobre una placa de circuito impreso común.
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la placa de circuito impreso común está dispuesta en un hueco de la carcasa (14) de cojinete, hueco que exhibe una sección transversal máxima de menos de 4000 mm2, preferiblemente de menos de 3000 mm2, de modo particular preferiblemente de menos de 1800 mm2
9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de transmisión de datos está configurada para enviar datos con una frecuencia mayor o igual a 800 MHz , en particular de mayor o igual a 2,4 GHz , a un receptor remoto.
10. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la carcasa (14) de cojinete es parte de una guía de hebra de una instalación de vertido continuo de lingote desbastado o de desbaste plano.
11. Uso de un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10 para la captura y transmisión de datos de un cojinete (13) de una planta siderúrgica o de un tren de laminación.
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