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WO2011023377A2 - Überwachung von walzenlagern - Google Patents

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WO2011023377A2
WO2011023377A2 PCT/EP2010/005206 EP2010005206W WO2011023377A2 WO 2011023377 A2 WO2011023377 A2 WO 2011023377A2 EP 2010005206 W EP2010005206 W EP 2010005206W WO 2011023377 A2 WO2011023377 A2 WO 2011023377A2
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
optical waveguide
shell
bearing shell
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/005206
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English (en)
French (fr)
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WO2011023377A3 (de
Inventor
Dirk Lieftucht
Karl Keller
Uwe Plociennik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of WO2011023377A2 publication Critical patent/WO2011023377A2/de
Publication of WO2011023377A3 publication Critical patent/WO2011023377A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/02—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/24—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with devices affected by abnormal or undesired positions, e.g. for preventing overheating, for safety
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
    • G01K13/08—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/07—Adaptation of roll neck bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2233/00—Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre

Definitions

  • the invention is in the field of roller bearings for supporting a roll neck of a roll in a rolling stand of a continuous casting plant, rolling mill or other strip processing line.
  • sensors for measuring the bearing temperature and sensors for measuring the bearing forces, which are derived from a strain measurement, are provided in the roller bearings.
  • the publication WO 2006/086154 A1 shows a system for controlling the lubrication of an oil-lubricated roller bearing in a rolling train.
  • temperature sensors are provided at two points which are located at the outer edge of the bearing in the width direction.
  • a disadvantage of such an arrangement is that the temperature monitoring takes place only at two discrete locations of the bearing. A measurement of the bearing forces is neither intended nor possible.
  • the patent US 4,944,609 also discloses an oil lubricated bearing for a roll in a rolling mill.
  • position sensors are provided, which are guided by openings extending perpendicular to the axis of rotation of a roller in the stationary roller bearing.
  • sensors are provided, which are arranged in oil passages of the oil return and measure the return temperature of the oil used for lubrication. The temperature
  • Temperature sensors are formed by thermocouples or resistance thermometers.
  • a disadvantage of this system is that the temperature of the bearing metal can not be measured directly, but only that of the returning oil.
  • due to the design of the temperature sensors provided only a low-resolution temperature measurement can take place, which covers only one point within the oil line. There is no high-resolution temperature detection over a larger area of the bearing. A measurement of the bearing forces is not possible at all by the disclosed sensor types.
  • the technical object is achieved by the invention, which first comprises a bearing bush for a roller bearing for supporting a roll neck in a rolling stand of a continuous casting plant, a rolling mill or another strip processing line.
  • the bearing bush consists of a steel casing with bearing metal cast on its inside.
  • the bearing metal forms a bearing shell.
  • At least one optical waveguide for measuring the bearing temperature and / or the bearing forces is arranged in the bearing metal or the bearing shell.
  • optical waveguides Furthermore, with the optical waveguides, a high-resolution measurement can take place, which can also extend over a larger surface area of the bearing shell.
  • optical fiber guides over other sensor types further provides the advantages of insensitivity to electromagnetic fields and a very long life, which minimizes maintenance on the sensor and prevents system downtime.
  • the at least one optical waveguide is arranged substantially parallel to the axis of rotation of the roll neck in the bearing metal of the bearing shell.
  • the arrangement of the light guide in the direction of the axis of rotation of the roll neck, a temperature profile and or a profile of the bearing forces in the axial width direction of the bearing shell can be measured.
  • the at least one optical waveguide is arranged over the entire width, that is to say over the entire axial depth, of the bearing shell.
  • the at least one optical waveguide is arranged in a meandering or spiral shape in the bearing shell.
  • At least one optical waveguide for temperature measurement and at least one optical waveguide for the strain measurement is provided.
  • at least one optical waveguide for force and temperature measurement it is possible, for example, to calibrate the determined force values with the aid of the measured values of the temperature sensor.
  • the bearing shell is designed essentially in the form of a ring and the at least one optical waveguide is arranged in at least one of the regions of the ring that are most heavily loaded in operation in the angular direction.
  • the at least one optical waveguide is arranged in at least one bore.
  • the at least one optical waveguide is encapsulated in the bearing metal.
  • the at least one optical waveguide for temperature measurement is arranged in an enveloping tube.
  • the bearing metal has a thickness between 1 mm and 3 mm and the optical waveguide has a thickness between 0.05 mm and 0.3 mm and a possible cladding tube a diameter of up to 1 mm.
  • the invention comprises a roller bearing for supporting a roll neck in a continuous casting plant, a rolling mill or other strip processing line, which comprises a bearing housing and a bearing bush, which is arranged in the bearing housing, wherein the bearing bush is formed by a steel shell and the above-described bearing shell according to the invention.
  • the invention further includes a method for measuring the bearing temperature and / or the bearing forces as derived strain measurement in a roller bearing for roll necks in a continuous casting, rolling or other strip processing line, wherein the roller bearing comprises a bearing bush with bearing metal and at least one optical waveguide in the bearing metal is arranged so that bearing forces and storage temperature can be measured in the bearing metal.
  • a temperature and / or force profile is created from the values measured by the at least one optical waveguide.
  • laser light is introduced into the at least one optical waveguide and signals of the at least one optical waveguide are passed to an evaluation device.
  • the bearing metal comprises at least one optical waveguide for temperature measurement and at least one further optical waveguide for measuring the bearing forces by determining the existing strain, wherein the values of the temperature measurement are used to calibrate the values of the bearing forces in the evaluation device.
  • the invention also encompasses a method for producing a bearing bush for a roller bearing for supporting a roll neck in a continuous casting plant, a rolling mill or another strip processing line, wherein at least one optical waveguide is arranged in the bearing shell during production of the bearing bush.
  • the at least one optical waveguide is poured into the bearing metal of the bearing shell during casting of the bearing shell.
  • the manufacturing method comprises first the step of casting the lager metal, subsequently creating at least one bore in the bearing metal, then introducing the at least one optical waveguide into the at least one bore and finally the casting of the at least one optical waveguide in the bore with a casting agent.
  • the roller bearing is designed as a hydrodynamic sliding bearing.
  • FIG. 1 shows a schematic, perspective partial view of an exemplary embodiment of a bearing bush in a roller bearing according to the invention
  • Figure 2 A schematic partial cross-section through an inventive roller bearing with a bearing bush according to the invention, which is perpendicular to the axis of rotation of the roll neck.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a roller bearing 10 for a roll or a roll neck in a rolling stand of a continuous casting plant, a rolling mill or another strip processing line. Shown is the roller bearing 10 with a bearing housing 7, also called chock or piece of construction, in which a bearing bush 1 according to the invention is located.
  • the bushing 1 consists of a steel shell (4) on the inside of a bearing shell in the form of bearing metal (3) is poured; see Fig. 2.
  • optical waveguide 5 are provided in the bearing shell 3 . This optical waveguide 5 can either be poured directly into the bearing metal of the bearing shell or else be arranged in holes in the bearing shell.
  • the black line 5 illustrates only schematically the position of the optical waveguide 5 within the material of the bearing shell 3.
  • the optical waveguides 5 are arranged over the entire width / depth in the direction of the bearing axis or the axis of rotation of the roll neck.
  • the bearing bushing 1 according to the invention is interchangeable and can, for example, also be exchanged as a replacement part or replacement part during a repair or revision.
  • the bearing bush 1 does not move during rolling operation relative to the bearing housing 7.
  • the roller bearing 1 according to the invention is a hydrodynamic sliding bearing.
  • this bearing oil is used as a lubricant between the roll neck (not shown) and the bearing metal 3, which is passed through an oil inlet into several channels of the bearing, enters the space between the bearing metal 3 and pin and an oil return the bearing 1 again leaves.
  • two parallel optical waveguides 5 are also provided, of which preferably a first serves for pressure measurement or for measuring the bearing forces and a second for temperature measurement.
  • temperatures and / or bearing forces which are represented by bearing forces, can be measured directly in the material of the bearing shells.
  • the optical waveguides 5 are preferably provided at locations of maximum temperature and pressure loading, that is, for example, in the lower or in the upper region of the bearing shell 3 or the bearing ring 3 installed in the bearing housing 7.
  • the temperature values obtained with the aid of the temperature sensor or be obtained with the aid of a first optical waveguide be used for calibrating the pressure sensor or a second optical waveguide for measuring the bearing forces.
  • optical fibers 5 for measuring the strains and thus the bearing forces and or temperatures are provided.
  • the arrangement of the optical waveguide 5 does not have to correspond to the arrangement in FIG.
  • the optical waveguides 5 can also be laid in a meandering or spiral shape or can also be arranged only over part of the width of the bearing shell 3 in the width direction.
  • the optical waveguides 5 can be cast directly with the material of the bearing shells 3.
  • the materials of such bearings 3 for operation in continuous casting or rolling mills are well known to those skilled in the art.
  • the bearing shell metal solidifies below 42O 0 C, in some materials even at 360 0 C.
  • the optical waveguide 5 but without losing their functionality, at least for the duration of pouring into the bearing shell 3, temperatures of 600 0 C. bear. If such a casting is performed with the bearing shell metal, the optical fibers are in direct contact with the bearing metal.
  • the optical waveguides can also be surrounded by a cladding tube, which, for example, can be made of steel.
  • the optical waveguide 5 are also provided in bores in the bearing metal 3. Preferably, these are then cast with casting resin or other suitable casting in the holes.
  • a bearing metal according to the invention may preferably have a thickness of between 1 mm and 3 mm, the optical waveguides a thickness of between 0.05 mm and 0.3 mm and a possible cladding tube a diameter of up to 1 mm.
  • lubricant channels can be provided in the bearing bush 1, which are arranged inside depending on the specific application.
  • the bearing metal 3 can moreover be designed in several parts, for example in two parts, in the form of two ring halves, so that each ring half has a substantially semicircular cross-section perpendicular to the axis of rotation of the roll neck.
  • Figure 2 shows a schematic cross section through a bushing 1. It consists of a steel shell 4 and the applied on the inside of the steel shell / cast bearing metal.
  • the bushing 1 is called in a bearing chock, short piece of building material, not shown here, used.
  • Fig. 2 the positioning of the optical waveguide 5 in or within the bearing metal 3, that is, the bearing material, is shown.
  • the optical waveguides 5 can thus measure temperature and / or strain for determining the bearing forces directly in the bearing material or in the bearing shell material.
  • the temperature measurement can be carried out, for example, according to the known fiber Bragg grating method (FBG method).
  • FBG method fiber Bragg grating method
  • suitable optical waveguides 5 which receive measuring points with a periodic variation of the refractive index, or gratings with such variations.
  • This periodic variation of the refractive index leads to the fact that the optical waveguide 5 represents a dielectric mirror as a function of the periodicity for specific wavelengths at the measuring points.
  • the Bragg wavelength is changed and exactly this is reflected. Light that does not satisfy the Bragg condition is not significantly affected by the Bragg grating.
  • the different signals of the different measuring points can then be distinguished from one another on the basis of propagation time differences.
  • the detailed structure of such fiber Bragg gratings, as well as the corresponding evaluation units are well known.
  • the accuracy of the spatial resolution is given by the number of impressed measuring points.
  • the size of a measuring point can be, for example, in the range of 1 mm to 5 mm.
  • the "Optical Frequency Domain Reflectometry” method (OFDR method) or the “Optical Time Domain Reflectometry” method (OTDR method) can also be used to measure the temperature.
  • OFDR method Optical Frequency Domain Reflectometry
  • OTDR method Optical Time Domain Reflectometry
  • These two methods are based on the principle of Raman fiber optic backscatter, taking advantage of the fact that a temperature change at the point of an optical waveguide 5 causes a change in the Raman backscatter of the optical waveguide material.
  • the evaluation unit for example a Raman reflectometer
  • the temperature values along an optical waveguide 5 can then be determined in a spatially resolved manner Method over a certain length of the conductor 5 is averaged. This length is currently a few centimeters.
  • the different measuring points are in turn separated by differences in transit time.
  • the structure of such systems for evaluation according to the methods mentioned is generally known, as are the necessary lasers which generate the laser light within the optical waveguide 5.
  • the above-described and known fiber Bragg grating method can also be used.
  • a pressure or a force on the optical waveguide 5 also changes the lattice constant of the material and thus leads to a change in the Bragg wavelength.
  • Brillouin sensors are based on the Bragg reflection of laser light on acoustic gratings, which are induced by electron oscillations within a silicon molecule.
  • the fiber deformation can be determined completely along the fiber or the optical waveguide 5.
  • micro-bending sensors which are based on the optical micro-bending effect and react with a fiber curvature of the optical waveguide 5 or a bend with a light emission. These radiation losses can be measured spatially resolved with the aid of a backscattered reflectometer.
  • This method of measuring forces is also known per se.
  • the resolution of the optical waveguide 5 for temperature or bearing force measurement which is determined indirectly via the strain measurements, can generally be increased in particular by arranging a plurality of optical waveguides 5 with or without cladding tube parallel to one another. It is also possible for a plurality of optical waveguides 5 to be cast side by side offset into the material of a bearing shell 3 or to be provided essentially parallel in bores.
  • a temperature profile and a profile of the bearing forces can thus be derived from the expansion profile, preferably in the direction of the bearing width or for a portion of the bearing.
  • both the measurement of the temperature and the measurement of the bearing forces are carried out according to the invention on the basis of an elongation of the optical waveguides.
  • An elongation of the optical waveguide is based on all the above-mentioned methods for measuring temperature or force.
  • the optical fiber In force measurement, the optical fiber is fixed to the structure of the bushing, i. connected to the bearing metal; a force acting on the bearing leads to a bending / deformation of the bearing and thus to an expansion of the fixedly connected to the bearing metal optical waveguide.
  • the force measurement should preferably take place at a constant temperature.
  • the optical waveguide When measuring the temperature, the optical waveguide must not be firmly connected to the bearing structure, in particular not to the bearing metal; rather, it should be performed stress-free in a sleeve to expand or contract at a successful change in temperature can freely.
  • the changed behavior of the light conducted through the optical waveguide due to the elongation can be detected and evaluated with one of the above-mentioned methods.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Temperatur und / oder der Lagerkräfte in einem Walzenlager 1 einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie. Darüberhinaus wird ein entsprechendes Walzenlager 1 und eine entsprechende Lagerschale 3 sowie ein Herstellungsverfahren für letztere bereitgestellt. Erfindungsgemäß wird mindestens ein Lichtwellenleiter 5 zur Messung der Temperatur und / oder der Lagerkräfte, die indirekt durch die gemessenen Dehnungen bestimmt werden, in der Lagerschale 3 des Walzenlagers 1 vorgesehen. Durch dieses Merkmal können die Temperaturen und / oder die Lagerkräfte, die indirekt durch die gemessenen Dehnungen bestimmt werden, hoch-ortsaufgelöst direkt im Material des Walzenlagers 1 bzw. der Lagerschale 3 ermittelt werden.

Description

Überwachung von Walzenlagern
Gebiet der Erfindung Die Erfindung bewegt sich auf dem Gebiet der Walzenlager zur Lagerung eines Walzenzapfens einer Walze in einem Walzgerüst einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie. Dabei werden in den Walzenlagern Sensoren zur Messung der Lagertemperatur und Sensoren zur Messung der Lagerkräfte, die aus einer Dehnungsmessung abgeleitet werden, vorgesehen.
Stand der Technik Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, Temperaturen an bestimmten Stellen eines Walzenlagers zu messen.
Die Veröffentlichung WO 2006/086154 A1 zeigt ein System zur Kontrolle der Schmierung eines ölgeschmierten Walzenlagers in einer Walzstraße. In diesem System werden an zwei Punkten, die sich in Breitenrichtung gesehen am äußeren Rand des Lagers befinden, Temperatursensoren vorgesehen. Nachteilig an einer solchen Anordnung ist, dass die Temperaturüberwachung nur an zwei diskreten Stellen des Lagers erfolgt. Eine Messung der Lagerkräfte ist weder vorgesehen noch möglich.
Das Patent US 4,944,609 offenbart ebenfalls ein ölgeschmiertes Lager für eine Walze in einem Walzwerk. In dieser Schrift sind zum einen Positionssensoren vorgesehen, die durch senkrecht zur Drehachse einer Walze verlaufende Öffnungen im feststehenden Walzenlager geführt werden. Zum anderen sind Sen- soren vorgesehen, die in Ölkanälen des Ölrücklaufs angeordnet werden und die Rücklauftemperatur des zur Schmierung verwendeten Öls messen. Die Tempe-
OKTATlQUNQSKOPfi ratursensoren werden durch Thermoelemente oder Widerstandsthermometer gebildet. Nachteilig an diesem System ist, dass die Temperatur des Lagermetalls nicht direkt gemessen werden kann, sondern nur die des rücklaufenden Öls. Zudem kann durch die vorgesehenen Temperatursensoren konstruktionsbedingt nur eine niedrig aufgelöste Temperaturmessung erfolgen, die nur eine Stelle innerhalb der Ölleitung abdeckt. Es erfolgt keine hochaufgelöste Temperaturerfassung über einen größeren Bereich des Lagers. Eine Messung der Lagerkräfte ist durch die offenbarten Sensortypen überhaupt nicht möglich.
Die technische Aufgabe, die sich aus dem Stand der Technik ergibt, ist es, zu- mindest einen der oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Offenbarung der Erfindung Die technische Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche zunächst eine Lagerbuchse für ein Walzenlager zur Lagerung eines Walzenzapfens in einem Walzgerüst einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie umfasst. Die Lagerbuche besteht aus einem Stahlmantel mit auf dessen Innenseite eingegossenem Lagermetall. Das Lagermetall bildet eine Lagerschale. In dem Lagermetall bzw. der Lagerschale ist mindestens ein Lichtwellenleiter zur Messung der Lagertemperatur und / oder der Lagerkräfte angeordnet. Durch die Anordnung eines Lichtwellenleiters im Werkstoff der Lagerschale, das heißt in dem Lagermetall, können Lagerkräfte oder - temperaturen indirekt über eine Dehnung des Lichtwellenleiters im Lagermate- rial gemessen werden. Es ist keine Messung über den Umweg des Öls im Walzenlager notwendig. Weiterhin kann mit den Lichtwellenleitern eine hochaufgelöste Messung erfolgen, die sich auch über einen größeren Flächenbereich der Lagerschale erstrecken kann. Die Verwendung von Lichtwelienleitern gegenüber anderen Sensortypen bietet weiterhin die Vorteile einer Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Feldern und einer sehr langen Lebensdauer, wodurch Wartungsarbeiten am Sensor minimiert und Anlagenstillstände vermieden werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist der mindestens eine Lichtwellenleiter im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Walzenzapfens im Lagermetall der Lagerschale angeordnet. Durch die Anordnung des Lichtleiters in Richtung der Drehachse des Walzenzapfens kann ein Temperaturprofil und oder ein Profil der Lagerkräfte in axialer Breitenrichtung der Lagerschale gemessen werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist der mindestens eine Lichtwellenleiter über die gesamte Breite, das heißt über die gesamte axiale Tiefe, der Lagerschale angeordnet. Durch eine solche Anordnung kann ein Temperatur- und / oder Kraftprofil über die gesamte Breite des Lagers ermittelt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist der mindestens eine Lichtwellenleiter mäanderförmig oder spiralförmig in der Lagerschale angeordnet. Durch eine solche Anordnung kann die Dichte der Messpunkte weiter erhöht und somit die Auflösung der Messung weiter verbessert werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist mindestens ein Lichtwellenleiter zur Temperaturmessung und mindestens ein Lichtwellenleiter zur Dehnungsmessung vorgesehen. Durch das Vorsehen von je mindestens einem Lichtwellenleiter zur Kraft- und zur Temperaturmessung kann zum Bei- spiel eine Kalibrierung der ermittelten Kraft-Werte mit Hilfe der Messwerte des Temperatursensors erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist die Lager- schale im Wesentlichen in Form eines Rings ausgebildet und der mindestens eine Lichtwellenleiter in mindestens einem der im Betrieb in Winkelrichtung am stärksten belasteten Bereiche des Rings angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist der mindestens eine Lichtwellenleiter in mindestens einer Bohrung angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist der mindes- tens eine Lichtwellenleiter in dem Lagermetall vergossen. Durch diese Anordnung des Lichtwellenleiters ist eine größtmögliche Nähe des Sensors in Form des Lichtwellenleiters zum Lagermetall erreicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale ist der mindes- tens eine Lichtwellenleiter zur Temperaturmessung in einem Hüllrohr angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerschale weist das Lagermetall eine Dicke zwischen 1 mm und 3 mm auf und die Lichtwellenleiter eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,3 mm und ein eventuelles Hüllrohr einen Durchmesser von bis zu 1 mm.
Desweiteren umfasst die Erfindung ein Walzenlager zur Lagerung eines Walzenzapfens in einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie, welches ein Lagergehäuse und eine Lagerbuchse umfasst, die in dem Lagergehäuse angeordnet ist, wobei die Lagerbuchse durch einen Stahlmantel und die vorbeschriebene erfindungsgemäße Lagerschale gebildet ist. Die Erfindung umfasst weitergehend auch ein Verfahren zur Messung der Lagertemperatur und / oder der Lagerkräfte als abgeleitete Dehnungsmessung in einem Walzenlager für Walzenzapfen in einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie, wobei das Walzenlager eine Lagerbuchse mit Lagermetall und mindestens einen Lichtwellenleiter umfasst, der in dem Lagermetall angeordnet wird, so dass Lagerkräfte und Lagertemperatur in dem Lagermetall gemessen werden können. Die Vorteile des erfindungsge- mäßen Verfahrens und seiner bevorzugten Ausführungsformen entsprechen im Wesentlichen denen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird aus den durch den mindestens einen Lichtwellenleiter gemessenen Werten ein Temperatur- und / oder Kraftprofil erstellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden in den mindestens einen Lichtwellenleiter Laserlicht eingeleitet und Signale des mindestens einen Lichtwellenleiters zu einer Auswertungseinrichtung geleitet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Lagermetall mindestens einen Lichtwellenleiter zur Temperaturmessung und mindestens einen weiteren Lichtwellenleiter zur Messung der Lagerkräfte durch Bestimmung der vorliegenden Dehnung, wobei die Werte der Temperaturmes- sung zur Kalibrierung der Werte der Lagerkräfte in der Auswertungseinrichtung verwendet werden.
Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerbuchse für ein Walzenlager zur Lagerung eines Walzenzapfens in einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie, wobei bei der Herstellung der Lagerbuchse mindestens ein Lichtwellenleiter in der Lagerschale angeordnet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird der mindestens eine Lichtwellenleiter beim Gießen der Lagerschale in das Lagermetall der Lagerschale mit eingegossen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens umfasst das Herstellungsverfahren zunächst den Schritt des Gießens des La- germetalls, darauffolgend das Erstellen von mindestens einer Bohrung im Lagermetall, dann das Einbringen des mindestens einen Lichtwellenleiters in die mindestens eine Bohrung und schließlich das Vergießen des mindestens einen Lichtwellenleiters in der Bohrung mit einem Vergussmittel.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lagerbuchse, des Walzenlagers, des Verfahrens oder des Herstellungsverfahrens ist das Walzenlager als hydrodynamisches Gleitlager ausgebildet.
Kurze Beschreibung der Figuren Im Folgenden werden die Figuren der Ausführungsbeispiele kurz beschrieben. Weitere Details sind der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Es zeigen:
Figur 1 : Eine schematische, perspektivische Teilansicht eines erfindungs- gemäßen Ausführungsbeispiels einer Lagerbuchse in einem Walzenlager;
Figur 2: Einen schematischen Teilquerschnitt durch ein erfindungsgemäßes Walzenlager mit einer erfindungsgemäßen Lagerbuchse, der senkrecht zur Rotationsachse des Walzenzapfens liegt.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Walzenlagers 10 für eine Walze bzw. einen Walzenzapfen in einem Walzgerüst einer Stranggussanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie. Gezeigt ist das Walzenlager 10 mit einem Lagergehäuse 7, auch Einbaustück oder Baustück genannt, in dem sich eine erfindungsgemäße Lagerbuchse 1 befindet. Die Lagerbuchse 1 besteht aus einem Stahlmantel (4) auf dessen Innenseite eine Lagerschale in Form von Lagermetall (3) eingegossen ist; siehe Fig. 2. In der Lagerschale 3 sind Lichtwellenleiter 5 vorgesehen. Diese Lichtwellenleiter 5 können entweder direkt mit in das Lagermetall der Lagerschale eingegossen sein oder aber auch in Bohrungen in der Lagerschale angeordnet sein. Die schwarze Linie 5 verdeutlicht dabei lediglich schematisch die Lage der Lichtwellenleiter 5 innerhalb des Materials der Lagerschale 3. Im Ausführungsbeispiel sind die Lichtwellenleiter 5 über die gesamte Breite/Tiefe in Richtung der Lagerachse bzw. der Drehachse des Walzenzapfens angeordnet.
Im Allgemeinen ist die erfindungsgemäße Lagerbuchse .1 austauschbar und kann bspw. auch bei einer Reparatur oder Revision als Austauschteil bzw. Er- satzteil ausgetauscht werden. Im eingebauten Zustand bewegt sich die Lagerbuchse 1 auch während des Walzbetriebs relativ zum Lagergehäuse 7 nicht. Vorzugsweise handelt es sich, wie in Figur 1 gezeigt, bei dem erfindungsgemäßen Walzenlager 1 um ein hydrodynamisches Gleitlager. Bevorzugt wird in diesem Lager Öl als Schmiermittel zwischen dem Walzenzapfen (nicht gezeigt) und dem Lagermetall 3 eingesetzt, das über einen Ölzulauf in mehrere Kanäle des Lagers geleitet wird, in den Zwischenraum zwischen Lagermetall 3 und Zapfen gelangt und über einen Ölrücklauf das Lager 1 wieder verlässt.
Im Ausführungsbeispiel sind zudem zwei parallele Lichtwellenleiter 5 vorgese- hen, von denen vorzugsweise ein erster zur Druckmessung bzw. zur Messung der Lagerkräfte und ein zweiter zur Temperaturmessung dient. Durch diese Anordnung können Temperaturen und / oder Lagerkräfte, welche durch Lagerkräfte repräsentiert werden, direkt im Material der Lagerschalen gemessen werden. Vorzugsweise werden die Lichtwellenleiter 5 dabei an Orten maximaler Tempe- ratur- und Druckbelastung vorgesehen, also zum Beispiel im unteren oder im oberen Bereich der in das Lagergehäuse 7 eingebauten Lagerschale 3 bzw. des Lagerrings 3. Dabei können die Temperaturwerte, die mit Hilfe des Temperatursensors bzw. mit Hilfe eines ersten Lichtwellenleiters gewonnen werden, zur Kalibrierung des Drucksensors bzw. eines zweiten Lichtwellenleiters zur Messung der Lagerkräfte verwendet werden. Es kann auch eine Vielzahl von Lichtwellenleitern 5 zur Messung der Dehnungen und damit der Lagerkräfte und oder Temperaturen vorgesehen werden. Weiterhin muss die Anordnung der Lichtwellenleiter 5 nicht der Anordnung in Figur 1 entsprechen. Die Lichtwellenleiter 5 können, je nach Anwendung insbesondere auch mäanderförmig oder spiralförmig verlegt werden oder auch in Breitenrichtung nur über einen Teil der Breite der Lagerschale 3 angeordnet sein. Insbesondere können die Lichtwel- lenleiter 5 direkt mit dem Material der Lagerschalen 3 vergossen werden. Die Materialien solcher Lagerschalen 3 für den Betrieb in Stranggussanlagen oder Walzwerken sind dem Fachmann allgemein bekannt. Das Lagerschalenmetall erstarrt dabei unterhalb von 42O0C, bei einigen Materialien sogar bereits bei 3600C. Die Lichtwellenleiter 5 können aber, ohne ihre Funktionsfähigkeit zu ver- lieren, zumindest für die Dauer des Eingießens in die Lagerschale 3, Temperaturen von 6000C ertragen. Wird ein solches Vergießen mit dem Lagerschalenmetall durchgeführt, sind die Lichtwellenleiter in direktem Kontakt mit dem Lagermetall. Optional können die Lichtwellenleiter auch von einem Hüllrohr umgeben sein, welches bspw. aus Stahl gefertigt sein kann. Alternativ oder zusätzlich werden die Lichtwellenleiter 5 auch in Bohrungen in dem Lagermetall 3 vorgesehen. Vorzugsweise werden diese dann mit Gießharz oder einem anderen geeigneten Gießmittel in den Bohrungen vergossen. Ein erfindungsgemäßes Lagermetall kann dabei vorzugsweise eine Dicke zwischen 1 mm und 3 mm aufweisen, die Lichtwellenleiter eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,3 mm und ein eventuelles Hüllrohr einen Durchmesser von bis zu 1 mm. Zusätzlich können in der Lagerbuchse 1 auch Schmierstoffkanäle vorgesehen sein, die je nach konkretem Anwendungsfall innen angeordnet sind. Das Lagermetall 3 kann darüberhinaus auch mehrteilig ausgebildet sein, zum Beispiel zweiteilig, in Form von zwei Ringhälften, so dass jede Ringhälfte senkrecht zur Drehachse des Walzenzapfens einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Lagerbuchse 1. Sie besteht aus einem Stahlmantel 4 und dem auf der Innenseite des Stahlmantels aufgebrachten / eingegossenen Lagermetall. Die Lagerbuchse 1 ist in einem Lagereinbaustück, kurz Baustück genannt, hier nicht gezeigt, eingesetzt. In Fig. 2 ist die Positionierung des Lichtwellenleiters 5 in der bzw. innerhalb des Lagermetalls 3, das heißt des Lagerwerkstoffs, gezeigt ist. Die Lichtwellenleiter 5 können somit Temperatur und / oder Dehnung zur Ermittlung der Lagerkräfte direkt im Lagerwerkstoff bzw. im Lagerschalenmaterial messen.
Die Temperaturmessung kann zum Beispiel nach dem bekannten Faser-Bragg- Gitter-Verfahren (FBG-Verfahren) erfolgen. Bei diesem Verfahren werden geeignete Lichtwellenleiter 5 verwendet, die Messstellen mit einer periodischen Variation des Brechungsindexes, bzw. Gitter mit solchen Variationen, einge- prägt bekommen. Diese periodische Variation des Brechungsindexes führt dazu, dass der Lichtwellenleiter 5 in Abhängigkeit der Periodizität für bestimmte Wellenlängen an den Messstellen einen dielektrischen Spiegel darstellt. Durch eine Temperaturänderung an einem Punkt wird die Bragg-Wellenlänge verändert, wobei genau diese reflektiert wird. Licht, das die Bragg-Bedingung nicht erfüllt, wird durch das Bragg-Gitter nicht wesentlich beeinflusst. Die verschiedenen Signale der unterschiedlichen Messstellen können dann aufgrund von Laufzeitunterschieden voneinander unterschieden werden. Der detaillierte Aufbau solcher Faser-Bragg-Gitter, sowie der entsprechenden Auswertungseinheiten sind allgemein bekannt. Die Genauigkeit der Ortsauflösung ist durch die Anzahl der eingeprägten Messstellen gegeben. Die Größe einer Messstelle kann zum Beispiel im Bereich von 1 mm bis 5 mm liegen.
Alternativ kann zur Messung der Temperatur auch das „Optical-Frequency- Domain-Reflectometry"-Verfahren (OFDR-Verfahren) oder das „Optical-Time- Domain-Reflectometry"-Verfahren (OTDR-Verfahren) verwendet werden. Diese beiden Verfahren basieren auf dem Prinzip der faseroptischen Ramanrückstreuung, wobei ausgenutzt wird, dass eine Temperaturveränderung am Punkt eines Lichtwellenleiters 5 eine Veränderung der Ramanrückstreuung des Lichtwellenleitermaterials verursacht. Mithilfe der Auswertungseinheit, zum Bei- spiel einem Raman-Reflektometer, können dann die Temperaturwerte entlang eines Lichtwellenleiters 5 ortsaufgelöst bestimmt werden, wobei bei diesem Verfahren über eine bestimmte Länge des Leiters 5 gemittelt wird. Diese Länge beträgt derzeit einige Zentimeter. Die verschiedenen Messstellen werden wiederum durch Laufzeitunterschiede voneinander getrennt. Der Aufbau solcher Systeme zur Auswertung nach den genannten Verfahren ist allgemein bekannt, ebenso wie die nötigen Laser, die das Laserlicht innerhalb des Lichtwellenlei- ters 5 erzeugen.
Zur Messung der Dehnung und damit der Bestimmung der Lagerkräfte kann ebenfalls das vorbeschriebene und bekannte Faser-Bragg-Gitter-Verfahren verwendet werden. Denn die Einwirkung eines Drucks bzw. einer Kraft auf den Lichtwellenleiter 5, verändert ebenfalls die Gitterkonstante des Materials und führt somit zu einer Veränderung der Bragg-Wellenlänge. Möglich ist es auch, die Lagerkräfte mit Hilfe eines Lichtwellenleiters 5, durch das ebenfalls bekannte Brillouin-Verfahren zu bestimmen. Brillouin-Sensoren basieren auf der Bragg- Reflexion von Laserlicht an akustischen Gittern, die durch Elektronenschwin- gungen innerhalb eines Siliziummoleküls induziert werden. In Kombination mit einem optischen Rückstreuverfahren kann die Faserverformung lückenlos entlang der Faser bzw. des Lichtwellenleiters 5 bestimmt werden. Ein weiteres Verfahren zur Messung der Lagerkräfte verwendet sogenannte Micro-Bending- Sensoren, die auf dem optischen Micro-Bending-Effekt basieren und bei einer Faserkrümmung des Lichtwellenleiters 5 bzw. einer Biegung mit einer Lichtab- strahlung reagieren. Diese Abstrahlverluste können mit Hilfe eines Rückstreu- reflektometers ortsaufgelöst gemessen werden. Diese Methode zur Messung von Kräften ist an sich ebenfalls bekannt. Die Auflösung der Lichtwellenleiter 5 zur Temperatur- oder Lagerkraftmessung, die indirekt über die Dehnungsmessungen bestimmt wird, kann im Allgemeinen insbesondere dadurch vergrößert werden, dass mehrere Lichtwellenleiter 5 mit oder ohne Hüllrohr parallel zueinander angeordnet werden. Es können auch mehrere Lichtwellenleiter 5 nebeneinanderliegend versetzt in das Material einer Lagerschale 3 eingegossen werden oder im Wesentlichen parallel in Bohrungen vorgesehen werden. Mit Hilfe der Auswertungseinheit können somit vorzugsweise ein Temperaturprofil und ein Profil der Lagerkräfte aus dem Dehnungsprofil abgeleitet in Richtung der Lagerbreite oder für einen Teilbereich des Lagers gewonnen werden.
Wie gesagt, erfolgt sowohl die Messung der Temperatur wie auch die Messung der Lagerkräfte erfindungsgemäß auf Basis einer Dehnung der Lichtwellenleiter. Eine Dehnung der Lichtwellenleiter liegt allen oben genannten Verfahren zur Temperatur- oder Kraftmessung zugrunde.
Bei der Kraftmessung ist der Lichtwellenleiter fest mit der Struktur der Lagerbuchse, d.h. mit dem Lagermetall verbunden; eine Krafteinwirkung auf das Lager führt zu einer Biegung / Verformung des Lagers und damit zu einer Dehnung des mit dem Lagermetall fest verbundenen Lichtwellenleiters. Um bei der Kraftmessung den unerwünschten Einfluss einer Dehnung aufgrund einer Temperaturänderung auszuschließen, sollte die Kraftmessung vorzugsweise bei konstanter Temperatur erfolgen.
Bei der Temperaturmessung darf der Lichtwellenleiter nicht fest mit der Lager- Struktur, insbesondere nicht mit dem Lagermetall verbunden sein; vielmehr sollte er in einer Hülse spannungsfrei geführt sein, um sich bei einer erfolgten Temperaturänderung frei ausdehnen oder zusammenziehen zu können.
Das veränderte Verhalten des durch den Lichtwellenleiter geleiteten Lichts auf- grund der Dehnung kann mit einem der oben genannten Verfahren erfasst und ausgewertet werden.
Abschließend sei bemerkt, dass die sämtlichen oben genannten Merkmale in jeder Form miteinander kombiniert werden können. Zudem können konstruktive Details mit Hilfe des üblichen Fachwissens an vorliegende Bedürfnisse ange- passt werden. Bezugszeichenliste
1. Lagerbuchse
3. Lagerschale in Form von Lagermetall
4. Stahlmantel
5. Lichtwellenleiter
7. Lagergehäuse oder Baustücke zur Aufnahme der Lagerbuchse 1
10. Walzenlager

Claims

Patentansprüche
1. Lagerbuchse (1) zur Lagerung eines Walzenzapfens einer Walze in ei- nem Walzgerüst einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie, wobei die Lagerbuchse (1) umfasst:
einen Stahlmantel (4); und
eine Lagerschale in Form von Lagermetall (3), welches auf der Innenseite des Stahlmantels angebracht ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Lagermetall (3) mindestens ein Lichtwellenleiter (5) zur Messung der Lagertemperatur und / oder der Lagerkräfte angeordnet ist, wobei sowohl die Lagertemperatur wie auch die Lagerkräfte indirekt durch eine Dehnungsmessung bestimmbar sind.
2. Die Lagerbuchse (1) nach Anspruch 1 ,
wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) im Wesentlichen parallel zur Drehachse des Walzenzapfens im Lagermetall (3) angeordnet ist.
3. Die Lagerbuchse (1) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) über die gesamte axiale Tiefe der Lagerschale (3) angeordnet ist.
4. Die Lagerbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) mäanderförmig oder spiralförmig in der Lagerschale (3) angeordnet ist.
5. Die Lagerbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in der Lagerschale (3) mindestens ein Lichtwellenleiter (5) zur Temperaturmessung und / oder mindestens ein Lichtwellenleiter (5) zur Dehnungsmessung, angeordnet ist, wobei die Lagerkräfte von der Dehnungsmessung abgeleitet werden.
6. Die Lagerbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Lagerschale (3) im Wesentlichen in Form eines Rings ausge- bildet ist und der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) in mindestens einem der im Betrieb in Winkelrichtung am stärksten belasteten Bereiche des Rings angeordnet ist.
7. Die Lagerbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) in mindestens einer Bohrung in der Lagerschale (3) angeordnet ist.
8. Die Lagerbuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) zur Kraftmessung mit dem Lagermetall vergossen ist.
9. Die Lagerbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) zur Temperaturmessung in einem Hüllrohr angeordnet ist.
10. Die Lagerbuchse (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Lagermetall der Lagerschale (3) eine Dicke zwischen 1 mm und 3 mm aufweist und der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,3 mm aufweist und ein eventuelles Hüllrohr einen Durchmesser von bis zu 1 mm aufweist.
11. Ein Walzenlager zur Lagerung eines Walzenzapfens in einem Walzgerüst einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie, wobei das Walzenlager ein Lagergehäuse (7) und eine Lagerbuchse (3) umfasst, die in dem Lagergehäuse (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (3) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet ist.
12. Verfahren zur Messung der Lagertemperatur und / oder der Lagerkräfte, die durch die Dehnungsmessung abgeleitet werden, in einem Walzenla- ger für Walzenzapfen in einem Walzgerüst einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie, wobei das Walzenlager (1) eine Lagerbuchse (1) mit einer Lagerschale (3) in Form von Lagermetall aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerschale (3) mindestens einen Lichtwellenleiter (5) umfasst, der in dem Lagermetall (3) zur Messung der Lagerkräfte und / oder Lagertemperaturen angeordnet wird.
13. Das Verfahren nach Anspruch 12,
wobei aus den durch den mindestens einen Lichtwellenleiter (5) gemessenen Werten ein Temperatur- und / oder Kraftprofil erstellt wird.
14. Das Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
wobei in den mindestens einen Lichtwellenleiter (5) Laserlicht eingeleitet wird und die Signale des mindestens einen Lichtwellenleiters (5) zu einer
Auswertungseinrichtung geleitet werden.
15. Das Verfahren nach Anspruch 14,
wobei die Lagerschale (3) mindestens einen Lichtwellenleiter (5) zur Temperaturmessung umfasst und mindestens einen weiteren Lichtwellenleiter (5) zur Messung der Lagerkräfte umfasst, wobei die Werte der Temperaturmessung zur Kalibrierung der Werte der Messung der Lagerkräfte, die aus den Dehnungen abgeleitet werden, in der Auswertungseinrichtung verwendet werden.
16. Verfahren zur Herstellung einer Lagerschale (3) für ein Walzenlager (1) zur Lagerung eines Walzenzapfens in einer Stranggießanlage, einem Walzwerk oder einer sonstigen Bandprozesslinie,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Herstellung der Lagerschale (3) mindestens ein Lichtwellen- leiter (5) in der Lagerschale (3) angeordnet wird.
17. Das Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 16,
wobei der mindestens eine Lichtwellenleiter (5) beim Gießen der Lagerschale (3) in das Lagermetall der Lagerschale (3) mit eingegossen wird.
18. Das Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 16, welches folgende Schritte umfasst:
Gießen der Lagerschale (3);
Erstellen von mindestens einer Bohrung im Lagermetall der Lagerschale (3);
Einbringen des mindestens einen Lichtwellenleiters (5) in die mindestens eine Bohrung; und
Vergießen des mindestens einen Lichtwellenleiters (5) in der Bohrung mit einem Vergussmittel.
19. Die Lagerschale, das Walzenlager, das Verfahren oder Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Walzenlager (1) als hydrodynamisches Gleitlager ausgebildet ist.
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