阅读说明：本技术 冶金设备 (Metallurgical plant ) 是由 J·阿尔肯 T·米勒 P·祖道 于 2018-03-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种冶金设备,特别是铸造设备、轧机或带材加工设备,其包括至少一个围绕轴线(a)旋转的机器部件(1),其中,在该机器部件(1)上或其内部布置有能量负载,该能量负载与能量源(2)电连接。为了即使在恶劣的环境条件下也能持续地为能量负载提供能量,本发明设置为,能量源(2)构造为发电机,其与旋转的机器部件(1)不可相对转动地连接,其中,发电机(2)不另外与冶金设备机械连接,其中,发电机(2)具有壳体元件(3),在该壳体元件上,在与轴线(a)径向(r)间隔开的位置处布置有至少一个偏心质量(4)。(The invention relates to a metallurgical plant, in particular a casting plant, a rolling mill or a strip processing plant, comprising at least one machine part (1) rotating about an axis (a), wherein an energy load is arranged on or in the machine part (1), which energy load is electrically connected to an energy source (2). In order to be able to continuously supply energy to an energy load even under severe environmental conditions, the invention provides that the energy source (2) is designed as a generator, which is connected in a rotationally fixed manner to the rotating machine part (1), wherein the generator (2) is not additionally mechanically connected to the metallurgical plant, wherein the generator (2) has a housing element (3), on which at least one eccentric mass (4) is arranged at a position radially (r) spaced from the axis (a).)

冶金设备

技术领域

本发明涉及一种冶金设备，特别是铸造设备、轧机或带材加工设备，其包括至少一个围绕轴线旋转的机器部件，其中，在该机器部件上或其内部布置有能量负载，该能量负载与能量源电连接。

背景技术

在现代冶金设备中，例如在铸造设备、轧机或带材加工设备中，越来越需要为设备部件配备传感装置以检测运行参数。在此，所使用的大多数传感器都需要电源，该电源通常由电网或电池或蓄电池提供。如果要检测旋转构件的运行参数，通常必须使电池工作或蓄电池工作，或是必须借助各种技术手段将能量引入旋转系统，例如通过滑动触点或以电感方式。

在DE 199 44 652 A1、EP 2 952 870 A1、DE 602 25 514 T1和EP 1 292 831 B1中公开了通常为滚动轴承的系统的实施例，其具有传感装置。

WO 2009/080178 A2示出了一种用于印刷机的系统，在该系统中使用发电机供应能量，该发电机利用设备部件的运动并通过能量转换将其转换为电能。

在DE 199 10 197 C1、CN 103302112 B和KR 1209006 B1中示出了其他类似的解决方案。

在已知的能量传输系统中，缺点首先在于由于冶金设备的区域中恶劣的、污染的环境造成的高负载。因此，为了使投入使用的设备经受住环境条件而必须花费的成本相对较高。而所提到的条件也不利地导致所使用的元件的较高的故障率。

此外，维护费用也相应较高，这导致了高成本。

另一个缺点在于旋转系统必须关闭才能进行维护。这导致了高运行成本。用于能量传输的元件的组装和拆卸无法在组件旋转时进行。

在电池工作的情况下，存在必须定期更换电池的缺点。如果使用蓄电池，则必须定期充电。在这种情况下的另一个缺点是，为此必须使旋转构件停止运行。这导致了运行成本的增加。另一个缺点是只能从外部接触到电池，否则无法更换。由于冶金设备的区域中的恶劣、污染的环境，这样做是高成本的。

发明内容

因此，本发明的任务在于，设置一种本文开头所述类型的冶金设备，特别是铸造设备、轧机或带材加工设备，使得即使在恶劣的环境条件下也可以持续地向能量负载供应能量，并且在此可以避免上述缺点。

根据本发明，该任务的解决方案的特征在于，能量源构造为发电机，该发电机与旋转的机器部件不可相对转动地连接，其中，该发电机不另外与冶金设备机械连接，其中，发电机包括壳体元件，在该壳体元件上，在与轴线径向间隔开的位置处布置有至少一个偏心质量。

在此，机器部件可以是输送铸件或轧件的滚子。

能量负载可以包括传感器。其还可以包括用于发送信号的发送单元。

发电机可以包括用于开环控制/闭环控制输出能量的电子控制器。

此外，发电机可以包括能量储存器，例如以蓄电池或电容器的形式。

发电机可以是轴流发电机或径流发电机。

本发明的一个优选的实施方式设置为，发电机具有两个相互平行布置且在轴向上相互间隔的金属盘，其中，在该金属盘之间布置有多个线圈环，这些线圈环布置在承载元件上。在此，可以进一步设置为，金属盘是壳体元件的组成部分，其中，金属盘能够借助于轴承相对于旋转的机器部件旋转，并且承载元件与旋转的机器部件不可相对转动地连接。在此，优选进一步地设置为，至少一个金属盘，优选为两个金属盘与布置在金属盘和承载元件之间的多极磁盘相连接。

因此，所提出的方案旨在，优选在冶金设备的旋转部件内部产生能量，为此，将发电机装入该构件内。发电机利用旋转构件的旋转运动来提供所需的能量。所使用的发电机优选是轴流发电机或径流发电机，但也可以考虑任何其他的发电机类型。

由于发电机的壳体与外部的静止基准系统没有连接，因此无法从外部进行扭矩支撑。因此，根据本发明，壳体与旋转的机器部件固定地连接。可旋转地支承在壳体中的金属盘连同多极磁盘设置有偏心质量，该偏心质量可以在重力作用下相对于壳体旋转。

线圈绕组以及用于能量管理系统的相关接口一同旋转，而相对于旋转构件保持静止。通过发电机的电气设计(特别是在其线圈数、匝数、永磁体的数量等方面)和机械设计(特别是关于偏心配重的质量、发电机的直径等)，可以针对产生的功率对任何转速范围的发电机进行优化。

能量管理系统优选直接集成在发电机上，该能量管理系统立即为例如集成的传感器提供经过调节的电源电压。

如此配备有集成的发电机的系统的优点在于，首先，由于优选将发电机安装在旋转部件内部，因此不会有受外部影响(污染、湿气、机械负载)而被破坏的风险。

发电机总是在需要时，即在构件旋转时产生足够的能量。

不再需要给电池单独充电或更换电池。

在新品组装时就已经可以集成所提出的系统，因此不会再产生后续费用。

附图说明

附图中示出了本发明的实施例。其中：

图1以沿该旋转的机器部件的轴线的方向的视线方向示意性地示出了发电机的正视图，该发电机与在此未示出的冶金设备的旋转的机器部件旋转连接，

图2示出了图1的侧视图，

图3示出了图1的发电机的侧视图，其在此以可能的

具体实施方式

示出。

具体实施方式

在图1和图2中，首先纯示意性地描绘了发电机2形式的根据本发明的能量源的构造原理。发电机2用作用电器(未示出)的能量源。设置为，利用冶金设备的机器部件1(参见图3)的旋转产生电能，向用电器供应该电能；在此例如是传感器，其检测定义的运行参数，并例如经由发送单元发送到接收单元，借助于该接收单元监控所述运行参数。

如图1和2中的示意图中所示，发电机包括两个金属盘5和6，这两个金属盘在轴线a的方向上彼此平行但相间隔地布置。两个金属盘5、6中的每一个分别与一个多极磁盘14或15连接。

在两个磁盘14、15之间，布置有多个线圈环7、8、9、10，这些线圈环与旋转的机器部件旋转连接(详细信息参见图3)。

当机器部件旋转并且因此线圈环7、8、9、10也一同旋转时，在这些线圈环经过磁盘14、15时感应出电压，该电压用于供应用电器。

在图3中描绘了发电机2的具体机械工程实施方式。旋转的机器部件1在此示意性地描绘为轴并且在冶金设备的运行中绕轴线a旋转。借助于发电机2利用该旋转获得电能。

承载元件11不可相对转动地与机器部件1连接，该承载元件承载线圈环7、8、9、10。壳体元件3包括两个位于侧面的金属盘5和6以及多极磁盘14和15，这些金属盘及多级磁盘布置为与承载元件11或与线圈环7、8、9、10之间存在气隙。借助于两个轴承12和13，金属盘5和6以及整个壳体元件3可旋转地布置在机器部件1上。此外，可以看到布置在壳体元件3上的两个偏心质量4。

因此，在机器部件1旋转时，承载元件11与线圈环7、8、9、10一起旋转；以上述方式，通过偏心质量4防止壳体元件3一起转动，即使该壳体元件不受到周围的支撑。

因此，发电机2可以例如布置在冶金设备的旋转轴的内部，以便从轴的旋转获得电能。

因此，优选设置两个多极磁盘14、15，它们借助于两个金属盘5、6(用作铁磁挡板)形成闭合的磁路。在磁盘之间的气隙中，布置了具有线圈环7、8、9、10的承载元件11。线圈的数量与磁盘的磁极的数量耦合。在此，磁极的数量可以变化；优选为磁盘上有4至20个磁段(磁极)。

线圈环的表面与磁盘之间的气隙优选在0.5mm的范围内。

发电机的几何尺寸可以另外适应情况，即特别是注意有多少结构空间可用于容纳发电机2的问题。冶金设备的轴中可用的结构空间的一个示例是直径为150毫米，轴向长度为200毫米。在此结构空间中，能够轻松实现在轴旋转时提供约250mW功率的发电机。

通过在轴向上相对紧凑的设计，必要时还可以在轴向上彼此相邻地布置一个以上的发电机。

附图标记说明

1 旋转的机器部件

2 能量源(发电机)

3 壳体元件

4 偏心质量

5 金属盘

6 金属盘

7 线圈环

8 线圈环

9 线圈环

10 线圈环

11 承载元件

12 轴承

13 轴承

14 多极磁盘

15 多级磁盘

a 轴线

r 径向