(57)【要約】  本発明は、ブルームをチューブに成形するための、一つの運動方向に直線運動可能であるように支承された第１のロールスタンド１を備えたピルガー圧延機に関する。前記ロールスタンド１には、前記ブルームをチューブに成形するために、二つのロールダイス２，３がそれぞれのシャフトに回転自在に支承されており、前記各ロールダイス２，３のうちの一方は、駆動ピニオン６とともに、シャフトに配設されている。前記駆動ピニオン６は、ラックホルダ４に取り付けられている固定式ラック５と噛み合っていて、前記ロールスタンド１の並進運動は、前記駆動ピニオン６と前記ラック５とのこの噛み合いによって、前記駆動ピニオン６の回転運動、ひいては前記駆動ピニオン６と同じシャフトに配設されたロールダイス２，３の回転運動、ならびに、それとは逆方向への、前記両ロールダイス２，３のうちの他方の回転運動を引き起こすようになっている。該ピルガー圧延機の運転中には、駆動モータの回転運動が、プッシュロッドを介して、前記ロールスタンド１の振動する並進運動に転換されるように、前記ロールスタンド１はクランクドライブに接続されている。これに対して、本発明にしたがったラックホルダ４により、製造されることになる圧延後のチューブ完成品の管径に対する適合化を簡単かつ安価な方法で行うことができるピルガー圧延機を提供することが可能となり、その結果、同じピルガー圧延機内で様々な直径のチューブを製造することができる。そのために、第１のロールスタンド１を、その第１の寸法とは異なる第２の寸法を有する第２のロールスタンドと交換可能であるように、前記ラックホルダ４は構成されている。圧延後のチューブ完成品の管径に対する様々な要求項目に対してロールスタンドが適合化されることによって、チューブ完成品は、その生産プロセスの後には、一段と向上した正確さならびに精度を示すことになる。【選択図】図２ｂ
2019503871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブルーム（９）をチューブに成形するための、ピルガー圧延機であって、
一つの運動方向に直線運動可能であるように支承された第１のロールスタンド（１）であって、前記ロールスタンド（１）には、ブルーム（９）をチューブに成形するための二つのロールダイス（２，３）が、それぞれのシャフトに回転自在に支承されており、前記ロールダイス（２，３）のうちの一方が、駆動ピニオン（６）とともに、シャフトに配設されており、前記駆動ピニオン（６）が、固定式ラック（５）と噛み合っており、前記ラック（５）が、前記ロールスタンド（１）の並進運動によって、前記駆動ピニオン（６）および前記ロールダイス（２，３）の回転運動が引き起こされるように、ラックホルダ（４）に取り付けられている、第１のロールスタンド（１）と、
該ピルガー圧延機の運転中に、駆動モータの回転運動を、プッシュロッドを介して、前記ロールスタンド（１）の振動する並進運動に転換するようになっている、前記ロールスタンド（１）に接続されたクランクドライブと、
を有している、ピルガー圧延機において、
前記第１のロールスタンド（１）を、その第１の寸法とは異なる第２の寸法を有する第２のロールスタンド（１’）と交換可能であるように、前記ラックホルダ（４）が構成されていることを特徴とする、ピルガー圧延機。
【請求項２】
前記ラック（５）を、前記ロールダイス（２，３）の前記シャフトに対して平行な向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで、前記ラックホルダ（４）に収容可能であるように、前記ラックホルダ（４）が構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のピルガー圧延機。
【請求項３】
前記ラック（５）を、前記ロールダイス（２，３）の前記シャフトに対して垂直であるとともに、前記ロールスタンド（１）の前記運動方向に対しても垂直である向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで、前記ラックホルダ（４）に収容可能であるように、前記ラックホルダ（４）が構成されており、前記ロールダイス（２，３）の前記シャフトに対して垂直であるとともに、前記ロールスタンド（１）の前記運動方向に対しても垂直である向きへの、前記各ポジション間の距離が、最低でも１０ｍｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載のピルガー圧延機。
【請求項４】
該ピルガー圧延機が、前記各ロールダイス（２，３）の前記各シャフトに対して垂直に延びる基準面（１１）に対して鏡面対称に配設された二つのラックホルダ（４）を、そこに取り付けられるラック（５）とともに、有しており、前記両ロールダイス（２，３）のうちの一方の、好適には下側のロールダイス（３）の前記シャフトが、前記基準面（１１）を挟んで両側に、駆動ピニオン（６）を一つずつ担持しており、前記両駆動ピニオン（６）が、それぞれ一つのラック（５）と噛み合っており、前記ロールダイス（２，３）間に受け入れられることになる前記ブルーム（９）の円筒軸が、前記基準面（１１）内に位置していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項５】
前記ラックホルダ（４）が、前記ロールスタンド（１）の前記運動方向に対して平行に延びる軸線まわりに、前記ロールスタンド（１）から遠ざかることができるように、可倒式に配設されており、それにより前記ロールスタンド（１）の急速交換が可能であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項６】
前記ラックホルダ（４）が、前記ロールスタンド（１）の前記運動方向に対して平行に延びる軸線まわりに可倒式に配設されており、前記ラックホルダ（４）を、前記ロールダイス（２，３）の前記シャフトに対して垂直な向きに油圧方式により緊締可能であり、それにより前記ラックホルダ（４）が、該ピルガー圧延機の運転中には、前記基準面（１１）に対して平行な向きに作用する様々な力を受け止めることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項７】
前記ラックホルダ（４）またはその複数の部材を、別のラックホルダ（４’）またはその複数の部材と交換可能であり、それにより前記ラック（５）を、前記ラックホルダ（４）に、前記ロールダイス（２，３）の前記シャフトに対して平行な向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで収容可能であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項８】
前記ロールスタンド（１）が、浮動式滑り軸受内に、好適には油圧昇降式キャリッジ上に、可動式に支承されており、前記ロールダイス（２，３）の前記シャフトに対して垂直であるとともに、前記ロールスタンド（１）の前記運動方向に対しても垂直である向きへの、前記駆動ピニオン（６）と前記ラック（５）間の遊びの調整を可能とするように、前記滑り軸受が構成されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項９】
前記ロールダイス（２，３）が上下に重ね合せて配設されており、前記両ロールダイス（２，３）の前記シャフトが、互いに噛み合っている二つの歯車を介して、前記両ロールダイス（２，３）のうちの一方の回転運動により、前記両ロールダイ（２，３）のうちの他方のそれとは逆向きの回転運動がもたらされるように、互いに接続されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項１０】
前記ロールダイス（２，３）の前記シャフトがいずれも、最低でも一つの軸受を有しており、前記両ロールダイス（２，３）のうちの一方の最低でも一つの軸受と、前記両ロールダイス（２，３）のうちの他方の一つの軸受とが、油圧方式により互いに対して緊締されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項１１】
プッシュロッドを受け入れているリフトピンの偏心距離により決まる、前記ロールスタンド（１）のストローク長さが、加工可能な最大管径に合わせて設定されて、加工可能な全ての管径に対して不変となっていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項１２】
プッシュロッドを受け入れているリフトピンの偏心距離（２１）により決まる、前記ロールスタンド（１）のストローク長さが、加工可能な異なる管径に合わせてまちまちに設定可能であることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項１３】
前記クランクドライブのクランクシャフトが、共回りするバランスマス（１６）を有しており、該ピルガー圧延機に収容された第１のロールスタンド（１）から加えられる１次のモーメントが補償される、またはほぼ補償されるように、前記バランスマス（１６）が構成されており、前記第１のロールスタンド（１）の質量が、第２のロールスタンド（１’）の質量よりも小さいことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【請求項１４】
該ピルガー圧延機が、第２の共回りするバランスマス（１８）を備えたバランスシャフト（１７）を有しており、該冷間ピルガー圧延機の運転中には、前記バランスシャフト（１７）が前記クランクシャフトの２倍の角速度で回転するように、前記クランクシャフトと前記バランスシャフト（１７）とが互いに作用し合うように接続されており、ピルガー圧延機に収容された第１のロールスタンド（１）から加えられる２次のモーメントが補償される、またはほぼ補償されるように、第２のバランスマス（１８）が構成されており、前記第１のロールスタンド（１）の質量が、前記第２のロールスタンド（１’）の質量よりも小さいことを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のピルガー圧延機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブルームをチューブに成形するためのピルガー圧延機であって、一つの運動方向に直線運動可能であるように支承された第１ロールスタンドを有し、このロールスタンドに、ブルームをチューブに成形するために、二つのロールダイスが、それぞれのシャフトまわりに回転自在に支承されており、これらのロールダイスのうちの一方が、駆動ピニオンと一緒にシャフトまわりに配設されており、この駆動ピニオンが固定式ラックと噛み合っており、このラックが、ロールスタンドの並進運動によって、この駆動ピニオンとロールダイスの回転運動が引き起こされるように、ラックホルダに取り付けられており、さらに、ピルガー圧延機の運転中には、駆動モータの回転運動を、プッシュロッドを介して、ロールスタンドの振動する並進運動に転換するようになっている、ロールスタンドに接続されたクランクドライブとを有している、ピルガー圧延機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に鋼製の精密金属管を製造するためには、引き延ばされた中空円筒状の素管の圧縮応力による縮径加工が行われる。その際にはこの素管に成形加工が施されて、ある縮径後の定義済み外径と、ある定義済み肉厚とを有するチューブを得ている。
【０００３】
最も広く普及しているチューブ用の縮径加工方案として知られるのが、冷間ピルガー圧延であるが、そこではこの素管をブルーム（Ｌｕｐｐｅ）と呼んでいる。圧延の際にはこのブルームが、チューブ完成品の内径を定義するようになっているテーパ付き圧延マンドレルに沿って押し込まれて、またその際には、同じくチューブ完成品の外径を定義するようになっている孔型が切られた二つのロールダイスにより、外側から挟み込まれて、圧延マンドレルに沿って長手方向に圧延されるようになっている。
【０００４】
この冷間ピルガー圧延の間には、ブルームが圧延マンドレルに向かって、もしくはこれを通り越すように、段階的に送られる一方で、それぞれのロールダイスは回転しながらマンドレルに沿って、ひいてはブルームに沿って、水平方向に往復運動を行うようになっている。そこではこれらのロールダイスを回転自在に支承しているロールスタンドにより、ロールダイスの水平運動が規定されることになる。このロールスタンドは、公知の冷間ピルガー圧延機においては、クランクドライブを利用して、圧延マンドレルに対して平行な方向に往復運動されるようになっている。
【０００５】
このクランクドライブは、実施形態の一例においては、ロールスタンドの往復運動時にそれぞれの転向点で解放される運動エネルギを蓄えて、運動方向の転換後には引き続いてロールスタンドを加速するためにこのエネルギを使用するようになっている、トルク／マスバランスシステムに、接続されている。これに対してロールダイス自体は、それぞれの回転運動を、ロールスタンドに対して相対位置を固定されたラックから得るようになっているが、このラックには、それぞれのロール軸に固定接続されたピニオンが噛み合っている。
【０００６】
フィード用クランプキャリッジは、ブルームと一緒に、圧延マンドレルに沿っていわゆる送り方向に運動される。ロールスタンド内に垂直方向に重なり合うように配設される、テーパ付きの孔型が切られたそれぞれのロールダイスは、フィード用クランプキャリッジによってブルームが固定保持される間に、逆方向に同じ角速度で回転する。その際に両方のロールダイスはいずれも、ブルームの円筒軸に対して平行な同じ向きに、送り方向とは逆方向に、ブルームの外筒面上を転動するようになっている。
【０００７】
実質的に円形の孔型が切られているこれらのロールダイスのカリバー形状は、連続的に小さくなっていき、カリバーの最後の断面のところでチューブ完成品の直径に達している。一般にこのカリバー形状の断面は、ピルガー圧延パスラインのテーパしたインレット部（Ｐｉｌｇｅｒｍａｕｌ）と、形状が不変である円形のスムージングカリバー（Ｇｌａｅｔｔｋａｌｉｂｅｒ）と、それに続く若干大きくなっていくアウトレット部とから成るワーキングカリバー（Ａｒｂｅｉｔｓｋａｌｉｂｅｒ）と、一回り大きい開口部を有するアイドルカリバー（Ｌｅｅｒｌａｕｆｋａｌｉｂｅｒ）とから成っている。ブルームはそれぞれのロールダイスにより形成されるインレット部により掴まれて、小径の軸状素材がそれぞれのロールダイスによって外側から圧延されて、ロールダイスのスムージングカリバーと圧延マンドレルとによって、予定される肉厚へと引き伸ばされて、最後にロールダイスのアイドルカリバーによって、チューブ完成品が解放される。この圧延の間にロールスタンドは、これに取り付けられたそれぞれのロールダイスと一緒に、ブルームの送り方向とは逆方向に運動される。ブルームが、ロールダイスのアイドルカリバーに到達した後には、フィード用クランプキャリッジを利用してさらにもう一段、圧延マンドレルに向かって送られる一方で、ロールダイスはロールスタンドと一緒にその水平な初期位置に戻るようになっている。それと同時にブルームがその軸線まわりに回転されることによって、チューブ完成品の周方向にも一様な形状が達成されるようにしている。チューブ各部を何度も繰り返して圧延することによって、チューブの一様な肉厚と真円度とならび、一様な内径および外径が達成される。
【０００８】
従来技術にしたがったピルガー圧延機は、それぞれの仕上げ管の内径および外径の値が狭い範囲内に仕上げ管の生産に限定されている、というのも、それぞれのピルガー圧延機において使用されるロールスタンドは、例外なく、それにより加工することができるチューブの内径および外径を狭い範囲内に限定して設計されたものであるからである。したがって、仕上げ管の内径および外径に関して可能な限り多彩な仕様を当該販売市場に提供するためには、備えられるロールスタンドを異にするピルガー圧延機を多数そろえておく必要がある。この場合は、加工対象であるチューブの内外径に対するその時々の要求項目に応じて、ロールスタンドを選択することが要求される。
【０００９】
より大径の仕上げ管を製造するためには、ロールスタンドの幅およびその中で使用されるそれぞれのロールダイスの直径に関して、より大型のロールスタンドが必要となる。ロールスタンドの大型化に伴い、ロールスタンドの質量も増大する。
【００１０】
ある特定のサイズを有するロールスタンドは、このパラメータ範囲内であればブルームの加工が、最善の形で、すなわち可能な限り一様に、行われるとされる、作製対象であるチューブの内外径のある特有のパラメータ範囲を対象として、設計されている。このパラメータ範囲から外れたチューブについても、圧延は可能ではあるが、しかしその場合はロールダイスが、それぞれの最適範囲外で作動することになる。その結果、加工プロセスの精度は低下し、仕上げ管の品質は、最適パラメータ範囲内で加工された仕上げ管と比べて劣悪なものとなる。
【００１１】
従来技術にしたがった方法では、任意のピルガー圧延機において、ある特定のロールスタンドと、これに収容されるロールダイスセットとを使用しない限り、加工対象となるある具体的な内径と外径とを持つチューブを製造するのは不可能である。仕上げ管の外径の値については、ロールスタンドのそれぞれのロールダイスを第２のロールダイス対と交換することによって、狭い範囲だけに限られてはいるが、拡張することができる。この第２のロールダイス対のロールダイスは、第１のロールダイス対のロールダイスとは、それぞれのカリバー形状に関して相違している。第２のロールスタンドのロールダイスのカリバー形状は、第１のロールスタンドのロールダイスのカリバー形状とは、ロールダイスの周方向への構成方式を異にしているために、それによって直径がほんの僅かだけ異なるブルームを、第２のロールダイス対のインレット部で掴んで、スムージングカリバーで成形して、仕上げ管を解放するためにアウトレット部からアイドルカリバーに引き渡すことができる。それにより仕上げ管の外径を、ある一定の狭い値の範囲内で変更できるようになっている。
【００１２】
この場合は、第２のロールダイス対のそれぞれのロールダイスを、ピルガー圧延機のロールスタンドになおも組付け可能であるものとすることによって、加工対象である管径の限界値のこのような拡張がもたらされることになる。この要件を満たすためには、一方では第２のロールダイス対のロールダイスを、それぞれの円筒軸に対して平行な大きさに関して、ロールスタンドの幅に対して適合化することが、条件として求められる。他方ではその前提として、第２のロールダイス対のロールダイスの直径が、第１のロールダイス対のロールダイスの直径と同一であることが求められるが、それにより、それぞれのロールダイスの回転軸のポジションを不変とすることができる。
【００１３】
しかしながらロールダイスの段取り替えには多くの時間が必要であり、その結果、ピルガー圧延機のダウンタイムの延長とならび、コストアップを来している。
【発明の概要】
【００１４】
このような背景事情のもと、本発明が解決しようとする課題は、同じピルガー圧延機において、従来技術にしたがった狭い値の範囲からさらに拡張された、ある一定の値の範囲内に内径および外径がある、様々なチューブの作製を可能にする、ピルガー圧延機を提供することにある。それに加えて本発明の課題は、同じピルガー圧延機において、作製対象である管径に関してより大きなフレキシビリティを担保することにある。本発明のさらにもう一つの課題は、ピルガー圧延機のダウンタイムの短縮とならび、ピルガー圧延機の各ロールダイスのより速やかな交換を可能にすることにある。
【００１５】
これらの課題の内の少なくとも一つは、本発明によれば、ブルームに成形加工を施してチューブを得るためのピルガー圧延機であって、直線運動可能であるように支承された第１のロールスタンドを有し、このロールスタンドに、ブルームに成形加工を施してチューブを得るために、二つのロールダイスが、それぞれのシャフトまわりに回転自在に支承されており、これらのロールダイスのうちの一方が、駆動ピニオンと一緒に、同じ一本のシャフトまわりに配設されており、この駆動ピニオンが固定式ラックと噛み合っており、このラックが、ロールスタンドの並進運動によって、この駆動ピニオンとロールダイスの回転運動が引き起こされるように、ラックホルダに取り付けられており、さらに、ピルガー圧延機の運転中には、駆動モータの回転運動を、プッシュロッドを介して、ロールスタンドの振動する並進運動に転換するようになっている、ロールスタンドに接続されたクランクドライブとを有している、ピルガー圧延機において、第１のロールスタンドを、その第１の寸法とは異なる第２の寸法を有する第２のロールスタンドと交換可能であるように、ラックホルダが構成されている、ピルガー圧延機によって解決される。
【００１６】
本発明にしたがったラックホルダにより、同じ一台のピルガー圧延機において内外径が異なる様々なチューブを製造可能であるように、圧延後のチューブ完成品の製造されなければならない管径に対して低コストで適合させることができる、ピルガー圧延機を提供することが可能となる。それに加えて、圧延後のチューブ完成品の管径に対する様々な要求項目に対してロールスタンドが適合化されることによって、チューブ完成品の正確さならびに精度が向上する。
【００１７】
ロールスタンドの寸法という概念には、本発明の主意においては、長さ、幅、高さの３次元の寸法、およびそれ以外にもロールダイスならびに駆動ピニオンの、それぞれの直径に関する寸法も包摂される。
【００１８】
本発明の実施形態の一例においては、第１のロールスタンドが、第２のロールスタンドとは異なる質量を有している。
【００１９】
本発明の実施形態の一例においては、第１および第２のロールスタンドが、互いに異なる（運動方向に対して垂直な）幅と質量とを有している。
【００２０】
本発明の実施形態の一例においては、ブルームの材料は、いずれかの非合金鋼、いずれかの低合金鋼、およびいずれかの高合金鋼、またはそれらの任意の組み合わせから成る群から選択されている。さらにもう一つの実施形態においては、ブルームがステンレス鋼から製造されている。
【００２１】
ほかにもさらに本発明にしたがったラックホルダにより、とりたてて言うほどのタイムロスもなく、ロールスタンドを寸法が異なる第２のロールスタンドと簡単に交換することが可能となる。従来のロールダイスの段取り替え方法とは対照的に、ロールスタンドの交換に起因する運転休止時間を大幅に低減することが可能であり、それにより圧延機の生産性を大幅に増大することができる。
【００２２】
本発明の実施形態の一例においては、ラックを、それぞれのロールダイスのシャフトに対して平行な向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで、ラックホルダに収容可能であるように構成されているラックホルダを備えて、ピルガー圧延機が構成されている。
【００２３】
本発明にしたがったラックホルダにより、ロールスタンドの駆動ピニオンが、それぞれのロールダイスのシャフトに対して平行な向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで、ラックホルダに取り付けられたラックと噛み合い可能であることを、可能としている。それにより、幅が二通りあるロールスタンドを最低でも二つ、同じピルガー圧延機に組み付けることができるが、ここで本出願に言うロールスタンドの幅とは、それぞれのロールダイスのシャフトに対して平行な向きのロールスタンドの大きさであると定義されるものである。これは、ロールダイスの直径が大きくなるほど、ロールスタンドもまた、よりずっしりとした頑丈なものに構成され、それに伴いロールスタンドの幅も最終的に増大する点で、有意である。
【００２４】
本発明の実施形態の一例においては、ラックを、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直であるとともに、ロールスタンドの運動方向に対しても垂直である向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで、ラックホルダに収容可能であるように構成されているラックホルダを備えて、ピルガー圧延機が構成されており、そこではそれぞれのポジション間の個々の距離が最低でも１０ｍｍとなっている。これについて、実施形態の一例においては、このポジション間の距離とは、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直であるとともに、ロールスタンドの運動方向に対しても垂直である向きに測った、それぞれの歯先の位置の間の距離であると解釈されるようになっている。
【００２５】
したがってラックは、最低でも二つの互いから離間しているポジションを取ることによって、上下位置を調節できるようになっており、その際にそれぞれのポジション間の個々の距離が最低でも１０ｍｍとなっており、このため、それぞれのロールダイスの回転軸は、最低でも二通りの相互間距離を有することになる。それにより、ロールダイス径が互いに異なる二つのロールスタンドを、同じピルガー圧延機に組付け可能であることを、可能としている。そこでは上側または下側のロールダイス、好適には下側のロールダイスのシャフトまわりの駆動ピニオンが、その時々のロールダイス径に適合されている一方で、それにもかかわらずこの駆動ピニオンは、ラックと噛み合うことができるようになっている。
【００２６】
別の実施形態においては、それぞれのポジション間の個々の距離が最低でも２０ｍｍとなっている。これに対してさらにもう一つの実施形態においては、それぞれのポジション間の個々の距離が最高でも１００ｍｍとなっている。さらにもう一つの実施形態においては、それぞれのポジション間の個々の距離が最高でも４０ｍｍとなっている。
【００２７】
両方のロールダイスのうちの一方と一緒に、同じ一本のシャフトまわりに配設されているこの駆動ピニオンは、その回転運動をこのロールダイスに伝達するようになっており、このため、導入可能な様々なロールダイス径を用いることによって、それぞれにつきある狭い範囲内で、管径を高い正確さで加工することができる。それにより、品質損失を甘受する必要なく、同じピルガー圧延機を使用して製造することができる、圧延後のチューブ完成品の内外径の値の範囲が、拡張されることになる。
【００２８】
本発明のさらにもう一つの実施形態が、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直に延びる基準面に対して鏡面対称に配設された二つのラックホルダを、そこに取り付けられるラックともども有している、ピルガー圧延機である。そこでは両方のロールダイスのうちの一方の、好適には下側のロールダイスのシャフトが、この基準面を挟んで両側に駆動ピニオンを一つずつ担持しており、その際には両方の駆動ピニオンがいずれもラックの一方と噛み合っており、さらにその際にはそれぞれのロールダイス間に受け入れられることになるブルームの円筒軸が、この基準面内に位置するようになっている。
【００２９】
ラックホルダに取り付けられるラックが、この基準面に対して鏡面対称に配置されることによって、圧延プロセスに干渉作用を及ぼすトルクの発生が低減される、というのも、発生するトルクは、鏡面対称の配置方式により、互いに補償し合うからである。その結果、そのような鏡面対称の配置方式により、ピルガー圧延機の個々のコンポーネントの摩耗が大幅に低減されることになる。その成果は、運転コストならびに修理コストの削減となって現れ、それによりピルガー圧延機は一段と経済的なものとなる。
【００３０】
本発明のさらにもう一つの実施形態においては、ピルガー圧延機が、ロールスタンドの運動方向に対して平行に延びる軸線まわりに、ロールスタンドから遠ざかることができるように可倒式に配設された、ラックホルダを有しており、それによりロールスタンドの急速交換が可能となる。
【００３１】
この、ロールスタンドから遠ざかることができるようにラックホルダが可倒式である、という表現は、ラックホルダのための一種の跳ね上げ機構を説明したものである。ラックホルダをロールスタンドから跳ね上げてそこから遠ざけることによって、例えばクレーンを利用してロールスタンドを持ち上げる際には、ラックホルダに邪魔されることなく、ロールスタンドに自由にアクセスできるようになる。したがってピルガー圧延機からロールスタンドを、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直であるとともに、ロールスタンドの運動方向に対しても垂直である向きに、何物にも妨げられることなく簡単に取り出すことができる。
【００３２】
本発明のさらにもう一つの実施形態においては、ピルガー圧延機が、ロールスタンドの運動方向に対して平行に延びる軸線まわりに可倒式に配設されたラックホルダを有しているが、そこではこのラックホルダを、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直な向きに油圧方式により緊締できるようになっており、それによりピルガー圧延機の運転中には、このラックホルダが、基準面に対して平行な向きに作用する様々な力を受け止めるようになっている。
【００３３】
背圧もしくは反力を供給することによって、圧延運転の間に発生する大きな力やトルクについても、ラックによって受け止めることが可能となる。機械式のクランピングナットの代わりに油圧式のナットを使用することによって、組付け作業時の時間が節約される上に、より簡単な取扱いを可能としている。
【００３４】
本発明の実施形態の一例においては、ピルガー圧延機のラックホルダまたはその複数の部材を、別のラックホルダまたはその複数の部材と交換できるようにすることによって、ラックを、ラックホルダに、それぞれのロールダイスのシャフトに対して平行な向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで収容できるようにしている。
【００３５】
したがって、第１のラックホルダを第２のラックホルダと交換して、それぞれのロールダイスのシャフトに対して平行な向きに、第１のラックホルダのポジションから離間している第２のポジションに入れ替えることが可能であることによって、幅を異にしている最低でも二つのロールスタンドの幅に対してラックホルダを適合可能であることを、可能としている。
【００３６】
好ましい実施形態の一例においては、ラックホルダが二分割式に構成されて、ベースキャリヤとアダプタプレートから成っている。そこではベースキャリヤが、ロールスタンドの運動方向に対して平行に延びる軸線まわりに、ロールスタンドから遠ざかることができるように可倒式に配設されている。アダプタプレートは、ベースキャリヤに簡単に装着可能であるために、ラックホルダに取り付けられたラックは、それぞれのロールダイスのシャフトに対して平行な向きに互いから離間している最低でも二つのポジションを取ることができる。それぞれのロールダイスのシャフトに対して平行な向きのサイズが異なる様々なアダプタプレートを、そのようにベースキャリヤ上に装着したり、これらのアダプタプレートをベースキャリヤから取り外したりすることによって、幅を異にする最低でも二つのロールスタンドの幅に対して、さらに場合によってはそのそれぞれのロールダイスのシャフトのポジションに対して、ラックホルダに取り付けられるラックを簡単に適合させることができる。
【００３７】
この場合はさらにもう一つの長所として、ラックホルダ全体を交換する場合とは対照的に、アドオンユニットをただ単に装着するおよび／または取り外すことによって、可倒式ラックホルダの開閉運動に影響が出たり、いわんや支障を来したりすることはないために、ラックホルダの開閉運動時の旋回軸となる軸線の再調整が不要となる点を挙げられる。本発明の別の実施形態においては、ピルガー圧延機が、浮動式滑り軸受内に、好適には油圧昇降式のキャリッジ上に、可動式に支承されたロールスタンドを有している。そこではこの滑り軸受が、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直であるとともに、ロールスタンドの運動方向に対しても垂直である向きの、駆動ピニオンとラック間の遊びの調整を可能とするように、構成されている。
【００３８】
メンテナンスフリーで低摩耗の滑り軸受を使用してキャリッジをガイドすることには、別途必要となる潤滑剤が皆無であるという長所がある。それにより、駆動ピニオンとラックとの噛み合いを極めて精確に確定することができるために、時間の経過に伴い発生する摩耗現象を低減することができるが、それに伴い、材料コストの節減とならび、ピルガー圧延機のダウンタイムの短縮によるコストメリットももたらされることになる。
【００３９】
本発明のさらにもう一つの実施形態においては、ピルガー圧延機が垂直方向に重なり合うように配置される二つのロールダイスを有しており、そこでは、両方のロールダイスのうちの一方の回転運動によって、両方のロールダイスのうちの他方の逆方向への回転運動がもたらされるように、両方のロールダイスのシャフトが、互いに噛み合っている二つの歯車を介して、互いに接続されている。
【００４０】
本発明の実施形態の一例においては、ピルガー圧延機のそれぞれのロールダイスのシャフトがいずれも、最低でも一つの軸受を有しており、そこでは両方のロールダイスのうちの一方の最低でも一つの軸受と、両方のロールダイスのうちの他方の一つの軸受とが、油圧方式により互いに対して緊締されている。
【００４１】
両方のロールダイスの軸受がそのように油圧方式により互いに対して緊締されることによって、ロールギャップを極めて精確に調整することが可能となる。これは、加工対象であるチューブの品質にプラスの形となって表れ、ロールギャップの精確な調整により、圧延プロセスの間にはチューブの極めて一様な賦形が行われることになる。ほかにもさらに、ロールダイスが運転中にすり減ることによって被る摩耗を、ロールギャップの正確な調整を通じて低減することができる。
【００４２】
本発明のさらにもう一つの実施形態においては、プッシュロッドを受け入れているリフトピン（Ｈｕｂｚａｐｆｅｎ）の偏心距離により決まるロールスタンドのストローク長さが、加工可能な最大管径に合わせて設定されて、加工可能な全ての管径に対して不変となっている。
【００４３】
圧延プロセスを高い正確さと品質で実施するためには、加工対象である管径が大きくなるほど、それぞれのロールダイスの直径も大きくしなければならない。ロールダイスの大径化は、ロールスタンドの質量増大と抱き合わせになっている。その結果圧延力も増大する。単位面積当たりのエネルギ分布が不変であることを担保するために、圧延力の増大に伴い、圧延が行われる面のサイズも同様に増大される。したがってロールダイスの直径がより大きければ、一回一回のストロークのフィード長さもまた、より大きくなるために、ロールスタンドのストローク長さもまた、より大きくなる。したがってロールスタンドのストローク長さは、ピルガー圧延機において加工されることになる最大管径により決まることになる。しかしながらこのストローク長さは、加工可能なそれよりも格段と小さい管径にとっては、一種の妥協策となる。加工対象である管径がより小さい場合は、ロールダイスにより小さな直径が選択されることになり、その結果一回一回のストロークのフィード長さが大幅に小さくなるために、この場合は圧延プロセス中により多いストローク回数が適用されることになる。しかしながら、圧延工程がある速度以上となると、チューブの加工が不正確なものとなって、発生する偏肉の箇所も増えてしまい、その結果、品質損失を生じるために、ストローク回数を好きなだけ増やしてやるというわけにもいかない。
【００４４】
さらにもう一つの実施形態においては、プッシュロッドを受け入れているリフトピンの偏心距離により決まるロールスタンドのストローク長さを、加工可能な様々な管径に合わせて設定できるようになっている。この場合はストローク長さを調整するために、フライホイールまたはクランクドライブの回転軸と、フライホイール上のプッシュロッドの取付け点との間の距離が相応に適合化される、すなわちリフトピンの偏心距離が、選択式に調整可能であるように修正されることになる。それにより、タイプが異なる様々なチューブを製造するために、ピルガー圧延機を急速かつ安価な方法で適合化する可能性を与えている。
【００４５】
本発明の実施形態の一例においては、クランクドライブのクランクシャフトが共回りするバランスマスを有しているが、そこではこのバランスマスによって、ピルガー圧延機に収容された第１のロールスタンドにより加えられる１次のモーメントが補償される、またはほぼ補償されるように、このバランスマスが構成されており、そこでは第１のロールスタンドの質量が第２のロールスタンドの質量よりも小さくなっている。その際にはこのバランスマスが、クランクシャフトの回転軸に対してクランクピンから約１８０°オフセットして配設されていると好適である。
【００４６】
本出願に言うクランクシャフトとは、これに偏心して配設される、プッシュロッドを受け入れるための一つのクランクピンを有している、ありとあらゆる種類のシャフトのことであると解釈されるものである。
【００４７】
クランクシャフトが、プッシュロッドと一緒に、クランクドライブのクランクシャフトに取り付けられるマスバランス機構がない状態で回転する場合は、その回転軸に関して偏心して配設される、回転するクランクピンによって、回転軸に対して半径方向のシャフトの振動として知覚可能な様々な力が、いわゆる回転慣性力が発生する。したがって、ロールスタンドのムラのない作動を担保し、ひいては圧延後のチューブの高品質を確保するためには、クランクドライブの可能な限り静かな作動を確保することが要求されるが、それにより、野放図な力や野放図なモーメントの発生は実質的に皆無となる、もしくは野放図な力や野放図なモーメントは最小限化されることになる。
【００４８】
そのためには、クランクドライブのクランクシャフト上で共回りする最低でもバランスマスを利用して、クランクドライブに作用する１次モーメント全体をこのバランスマスにより最善の形で補償することによって、これらの野放図な力が打ち消されるようにすると好適である。
【００４９】
ピルガー圧延機の運転の間に生じる回転慣性力は、クランクシャフトの回転軸に対して偏心して、プッシュロッドの連接点に対して１８０°オフセットして、クランクドライブ上に配設されたバランスマスを利用して、完全に打ち消すことができる。このバランスマスにより、プッシュロッドが備えられたクランクシャフトの、クランクシャフトの回転軸に関して回転対称な質量分布をもたらし、またそれにより１次モーメントの補償をもたらしている。
【００５０】
実施形態の一例においては、このバランスマスが、ピルガー圧延機に収容された第１のロールスタンドにより加えられる１次のモーメントが補償される、またはほぼ補償されるように、構成されているが、そこではこの第１のロールスタンドの質量が、第２のロールスタンドの質量よりも小さくなっている。
【００５１】
質量が大きい第２のロールスタンドは、質量がより小さい第１のロールスタンドと比較して、より小さなクランクシャフトの角速度で駆動されるようになっている。回転慣性力は、クランクシャフトの角速度の２乗に比例して増大するが、これとは逆に回転質量とは正比例の関係だけとなる。したがって、第２のロールスタンドの質量が大きい場合は、角速度を相応に低減することによって、この第２のロールスタンドと、それよりも質量の小さい第１のロールスタンドとの質量差を、少なくとも部分的に埋め合わせることができる。その結果、第１のロールスタンド用に設計されたバランスマスによって、それよりも質量が大きい第２のロールスタンドに関しても、回転慣性力は良好に補償されることになる。
【００５２】
この実施形態の代替例として、第１および第２のロールスタンドの平均値として求められるロールスタンドの質量に関して、クランクドライブに作用するモーメントがバランスマスによって最善の形で補償されるように、バランスマスは構成されている。
【００５３】
この実施形態のさらにもう一つの代替例では、バランスマスがクランクドライブに着脱自在に取り付けられるようになっており、それにより、第１のロールスタンドを交換する際には、ピルガー圧延機に収容される第２のロールスタンドの質量に対する適合化が可能な限り正確に行われるようになることで、野放図な力またはモーメントのない、もしくは野放図な力やモーメントが最小限化された、クランクドライブの作動を可能としている。
【００５４】
本発明の実施形態の一例においては、ピルガー圧延機が、第２の共回りするバランスマスを備えたバランスシャフトを有しており、その際には冷間ピルガー圧延機の運転中にこのバランスシャフトがクランクシャフトの２倍の角速度で回転するように、クランクシャフトとバランスシャフトとが、中央制御装置を介して、互いに作用し合うように接続されており、さらにその際には、ピルガー圧延機に収容された第１のロールスタンドから加えられる２次のモーメントが補償される、またはほぼ補償されるように、第２のバランスマスが構成されており、そこでは第１のロールスタンドの質量が、第２のロールスタンドの質量よりも小さくなっている。
【００５５】
補償される野放図な１次慣性力以外にも、ピルガー圧延機の運転時にロールスタンドが振動する直線運動を行う場合は、野放図な２次慣性力も付け加わることになる。この野放図な２次慣性力によって、２次モーメントがプッシュロッドを介してクランクシャフトに伝達されて、クランクシャフトのムラのない作動にマイナスの影響が出てしまう。
【００５６】
野放図な２次慣性力は、その時間、クランクシャフトの２倍の角速度で振動する。このため、クランクシャフトに中央制御装置を介して作用するように接続されている、装着されているバランスウェイトともども、クランクシャフトの２倍の角速度で回転するようになっている、本発明にしたがったバランスシャフトを利用して、この２次慣性力を最小限化もしくは補償することができる。その際にはこのバランスマスの最適化が、第１のロールスタンドに関して２次モーメントを最善な形で打ち消すことができるように、行われるようになっており、そこでは第１のロールスタンドが第２のロールスタンドよりも小さな質量を有している。
【００５７】
上記で既に詳述したように、第１のロールスタンド用に設計されたバランスマスは、それよりも質量が大きい第２のロールスタンドに関しても、回転慣性力を良好に補償することができる。それに加え、回転慣性力の合計に占める２次モーメントの寄与分は、１次モーメントよりも小さくなっている。
【００５８】
本発明のそれ以外の長所、特徴および適用可能性は、以下の好ましい実施形態の一例に関する説明およびそれに付属するそれぞれの図を手掛かりにすると明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態にしたがったピルガー圧延機の構造の概略的な側面断面図である。
【図２ａ】図１に由来するピルガー圧延機の第１のロールスタンドの前面図である。
【図２ｂ】図２ａに由来するロールスタンドを、開放ポジションにあるラックホルダと共に上から見た斜視図である。
【図３ａ】図１に由来するピルガー圧延機の第２のロールスタンドの前面図である。
【図３ｂ】図３ａに由来するロールスタンドを、開放ポジションにあるラックホルダと共に上から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図１には、本発明にしたがったピルガー圧延機の構造が概略的な側面断面図で図示されているが、そこでは、本発明を理解する上で重要ではない特徴を省略している。図示のピルガー圧延機には、ロールダイス２、３を有するロールスタンド１、下側のロールダイス３のシャフトまわりに配設された二つの駆動ピニオン６、それぞれラックホルダ４に取り付けられている、二つのラック５、テーパ付きの圧延マンドレル７、ならびにフィード用クランプキャリッジ８が含まれている。駆動ピニオン６については、二つあるうちの一方が下側のロールダイス３の陰に隠れており、また図を見やすくするために他方も図示を省略した関係で、この図においては確認することができない。ラック５ならびにラックホルダ４も同様に、図１には描かれていない。
【００６１】
図示の実施形態においては、ピルガー圧延機が、図１からは確認できないとはいえ、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直に延びる基準面１１に対して鏡面対称に配設された二つのラックホルダ４を、それに取り付けられた固定式ラック５ともども、有している。これらのラックホルダ４は、ここでは、ロールスタンド１の運動方向に対して平行に延びる旋回軸１３まわりに、ロールスタンド１から遠ざかることができるように可倒式に配設されている。
【００６２】
図１に示される圧延機上のピルガー圧延の間には、ブルーム９が圧延マンドレル７に向かって、もしくはこれを通り越すように、段階的に送られる一方で、ロールダイ２、３は回転しながら、マンドレル７に沿って、またそれによりブルーム９に沿って、水平方向に往復運動を行うようになっている。その際には、ロールダイス２、３を回転自在に支承しているロールスタンド１により、ロールダイス２、３の水平運動が規定されることになる。ロールスタンド１が、クランクドライブを利用して圧延マンドレル７に対して平行な向きに往復運動される一方で、ロールダイス２、３自体は、それぞれの回転運動を、ロールスタンド１に対する相対位置を固定されたそれぞれのラック５から得るようになっているが、これらのラック５には、下側のロール軸に固定接続されている駆動ピニオン６が噛み合っている。そこではまずロールスタンド１の並進運動が、これらの駆動ピニオン６の回転運動に変換される。下側のロールダイス３のシャフトまわりには、これらの駆動ピニオン６が、図１には示されていないそれぞれの下側の変速歯車１４の右側と左側とにそれぞれ配設されており、それによりこれらの駆動ピニオン６の回転運動によって、これらの下側の変速歯車１４の回転運動も引き起こされるようになっている。これらの下側の変速歯車１４もまた、垂直方向にこれに重ねて配設される、これと同じ直径の、図１には示されていない、上側のロールダイス２のシャフトまわりに配置された、それぞれ上側の変速歯車１５と噛み合っている。それによりこれらの上側の変速歯車１５は、下側の変速歯車１４と同じ角速度で回転されるが、その回転方向は、下側の変速歯車１４とは逆になっている。したがって、下側のロールダイス３のシャフトまわりに配設されたそれぞれの下側の変速歯車１４が、上側のロールダイス２のシャフトまわりに配設されたそれぞれの上側の変速歯車１５と係合することによって、これらのロールダイス２、３の互いに対して逆方向への回転運動が引き起こされることになる。
【００６３】
さらにその上に、上側および下側のロールダイス２、３のシャフトはいずれも左右に軸受を一つずつ有しており、そこでは上側のロールダイスの左側の軸受が、下側のロールダイス３の左側の軸受に対して、ならびに上側のロールダイス２の右側の軸受が、下側のロースダイス３の右側の軸受に対して、油圧方式により緊締されている。両方のロールダイス２、３の左側および右側の軸受が互いに対して油圧方式により緊締されることによって、ロールギャップの精確な調整が可能となり、それにより圧延の間にはチューブの極めて一様な賦形が行われることになる。
【００６４】
マンドレル７に沿ったブルーム９の送りは、圧延マンドレル７の軸線に対して平行な向きへの並進運動を可能とするフィード用クランプキャリッジ８を利用して行われる。ロールスタンド１内に垂直方向に重なり合うように配設される、テーパ付きの孔型が切られたロールダイス２、３は、チューブの円筒軸に対して平行な向きに、フィード用クランプキャリッジ８の送り方向とは逆向きに、加工対象であるチューブの外筒面上を転動するようになっている。それぞれのロールダイスにより形成される、いわゆるインレット部によりブルーム９は掴まれて、小径の軸状素材がそれぞれのロールダイス２、３によって外側から圧延されて、ロールダイス２、３のスムージングカリバーと圧延マンドレル７とによって、予定される肉厚へと引き伸ばされて、最後にロールダイス２、３のアイドルカリバーによって、チューブ完成品が解放される。この圧延工程の間、ロールスタンド１は、これに取り付けられたロールダイス２、３と一緒に、ブルーム９の送り方向とは逆向きに運動される。ブルーム９は、ロールダイス２、３のアイドルカリバーに到達した後には、フィード用クランプキャリッジ８を利用してさらにもう一段、圧延マンドレル７に向かって送られる一方で、ロールダイス２、３はロールスタンド１と一緒にその水平な初期位置に戻るようになっている。それと同時にブルーム９はその軸線まわりに回転されることによって、チューブ完成品の一様な形状が達成されるようにしている。チューブ各部を何度も繰り返して圧延することによって、チューブの一様な肉厚と真円度とならび、一様な内径および外径が達成される。
【００６５】
それぞれのロールダイス２、３のシャフトに対して垂直な、ロールスタンド１の運動方向に対して垂直な向きへの、駆動ピニオン６とラック５間の遊びを精確に調整するために、ロールスタンドは、図１においては、確認することができないとはいえ、ここでは油圧昇降式キャリッジにより実行されている浮動式軸受内に、可動式に支承されている。この油圧式支承は、駆動ピニオン６とラック５間の正確な調整可能性とならび、その易組付け性を特色とするが、それにより特にロールスタンド１の交換作業が大幅に簡素化されて加速化されることになる。その結果、ロールスタンドの交換と抱き合わせになった運転停止時間を大幅に低減することができる。さらにその上に、ロールダイス２、３をそのように支承することによって、摩耗を受けやすいシール類やピストンを使用せずに済むことになる、すなわち油圧支承部は実質的にメンテナンスフリーで摩耗ゼロとなる。
【００６６】
図１に図示されるピルガー圧延機のストローク長さは、全ての加工可能な管径に対して不変であって、ピルガー圧延機内で加工されることになる最大管径により決定されている。それにより、リフトピンの偏心距離２１の工数がかかる変更が一切不要であるばかりか、偏心距離２１は全ての加工プロセスに対して同じままとなるために、プロセスフローの簡素化が可能となる。
【００６７】
代替実施形態の一例において、ピルガー圧延機のストロール長さを、加工可能な異なる管径に合わせて調整可能であるように造形することも考えられるかもしれない。そのために、クランクドライブのフライホイールの回転軸と、フライホイール上のプッシュロッドの取付け点との間の距離が、相応に適合化される、すなわちリフトピンの偏心距離２１が修正されるようになっている。その結果、加工対象である管径に対してストローク長さを最適な形で適合させることができるために、加工可能である様々な管径に対してストローク長さが不変である場合と比べて、より高精度で加工可能な異なる管径を製造することができる。しかしながらそのためには、リフトピンの偏心距離２１の工数がかかる変更を甘受しなければならない。
【００６８】
さらにその上に図示の実施形態においては中央制御装置２０が備えられているが、これは、バランスシャフト１７の駆動モータにも、またクランクシャフトの駆動モータにも接続されている。この制御装置２０により、これらのモータは、それぞれの駆動軸が同じ回転方向に回転するように、またその際にはバランスシャフト１７の回転数がクランクシャフトの回転数の２倍となるように、制御されるようになっている。
【００６９】
それ以外にもこの制御装置２０は、クランクシャフトとバランスシャフト１７の両方のバランスマス１６、１８の角度同期の回転を保証するようになっている。換言すると両方のバランスマス１６、１８は、クランクシャフトが１回転した後には同じ角度のところに位置することになるが、その際にバランスシャフト１７のバランスマス１８は、クランクシャフトが１回転するために要する時間内に２回、３６０°回転することになる。
【００７０】
図２ａには、図１に由来するピルガー圧延機のロールスタンドの前面図が図示されている。質量Ｍ１を有するこのロールスタンド１は、直径が３０ｍｍと６０ｍｍの間であるブルームの加工用に設計されている。ロールスタンドの最大ストローク数、すなわちロールスタンドの単位時間当たりの往復運動の最大回数は、図２ａに描かれた実施形態の場合は、毎分２００回である。冷間ピルガー圧延機の生産性は、ロールスタンドのストローク数により直接左右されるために、経済性の理由から、毎分当たりの作動ストロークを可能な限り大きくすることが模索される。
【００７１】
図２ａのロールスタンド１では、それぞれのロールダイス２、３のシャフトに対して垂直に延びる基準面１１に対して、それぞれのロールダイス２、３も、またそれぞれの駆動ピニオン６も、鏡面対称に配設されており、そこではこれらのロールダイス２、３間に受け入れられることになるブルーム９の円筒軸が、この基準面１１内に位置している。ここではそれぞれの駆動ピニオン６が、下側のロールダイス３のシャフトに固定して接続されて、同様に鏡面対称に配設されたそれぞれのラックホルダ４に取り付けられたラック５と噛み合っている。図２ａにおいては、ラックホルダ４の陰にこれらのラック５が隠れているために、これらを確認するのは不可能である。
【００７２】
ピルガー圧延機の作動中にこの基準面１１に対して平行な向きに作用する様々な力を受け止めるために、これらのラックホルダ４は、それぞれのロールダイスのシャフトに対して垂直な向きに、油圧方式により緊締できるようになっている。この油圧方式による緊締は、ここでは、いずれも実質的にリングピストンとシリンダとから成る複数の油圧ナット１２から成るシステムにより行われるようになっている。一時的に圧力を加えることによって、それぞれのロールダイス２、３のシャフトに対して垂直な向きに力が立ち上げられる。それによりクランプ力または変位力を一時的に立ち上げることができるために、ロールスタンド１は、圧延プロセスの間には、それぞれのロールダイス２、３のシャフトに対して平行な向きに、ある固定ポジションのところに保持されて、それにより発生する様々なねじり力に起因して、ロールスタンド１がこのポジションから出て滑動するのを妨げるようになっている。
【００７３】
それに加えて図２ａに図示されるラックホルダ４は、ラック５に対して平行に延びる旋回軸１３まわりに、ロールスタンドから遠ざかることができるように可倒式に配設されているが、図２ａにおいてはこの旋回軸１３が、その配向の関係上、図の面よりも奥の方に位置しているために、図２ａからこれを確認することはできない。ラックホルダ４をただ単に跳ね上げてロールスタンドから遠ざけることによって、それぞれの駆動ピニオン６は、それぞれのラック５とのコンタクトを失うために、クレーンを用いてロールスタンド１を持ち上げる際に、ラックホルダ４により妨害されることはない。それによりロールスタンド１を、何物にも妨げられずに簡単かつ急速に交換することができる。これに随伴して、加工プロセスのフレキシビリティが、加工可能な管径の範囲が拡張される点で、必然的に増大されることになる。
【００７４】
図２ｂには、図２ａに由来するロールスタンドを、ラックホルダ４と共に上から見た斜視図が示されるが、このラックホルダ４は、その旋回軸１３まわりに、図示される矢印の向きにロールスタンドから遠ざけて跳ね上げられた開放ポジションにあり、その結果、このラックホルダ４に取り付けられたラック５は、駆動ピニオン６との接触部をどこにも有していない。それによりロールスタンド１は、ラックホルダ４により最早妨害されることなく、クレーンを利用して持ち上げることによって簡単かつ急速にピルガー圧延機から取り出して、寸法が異なる第２のロールスタンド１’と交換することができる。
【００７５】
図３ａには、図１に由来するピルガー圧延機の第２のロールスタンド１’の前面図が図示されている。これは、図２ａとは異なり、３次元の寸法ならびにロールダイス２’、３’の直径および駆動ピニオン６’に関して、寸法が一回り大きくなってはいるものの、図１に示されるのと同じピルガー圧延機に組み付けることができる、ロールスタンド１’である。図３ａに図示されるロールスタンド１’の一回り大きな寸法は、図２ａおよび２ｂに示されるロールスタンド１と比較して増大する質量にも反映されている。第２のロールスタンドの質量は、本実施形態においては、図２ａおよび２ｂに示されるロールスタンド１の質量Ｍ１の２・５倍である。さらにその上に図３ａに図示されるローススタンド１’は、直径が４０ｍｍと８８ｍｍの間であるブルームの加工用に、すなわち、図２ａおよび２ｂに示されるロールスタンド１と比べてより大きな直径を対象として、設計されている。ここではロールスタンド１’の最大ストロール数が、毎分１５０回と、相応に少ない数値となっている。
【００７６】
本発明にしたがったラックホルダ４’は、図３ａにおいては、図２ａに図示されるラックホルダ４と比べて、基準面１１’に対して垂直に基準面１１’からさらに遠ざかったポジションにある。これは、図２ａおよび３ａの実施形態においては、ラックホルダ４、４’が二分割式に構成されることによって可能となる。これには、一方ではベースキャリヤが、他方ではアダプタプレートが含まれているが、このアダプタプレートは、ロールスタンド１、１’のそれぞれの駆動ピニオン６、６’が、基準面１１に対して垂直な向きに互いから離間している最低でも二つのポジションのところで、それぞれのラックホルダ４、４’に取り付けられたラック５、５’に噛み合うことができるように、ベースキャリヤに装着できるようになっている。図２ａの事例においては、このアダプタプレートが、ロールダイス２、３のシャフトに対して平行な向きに、図３ａの事例よりも大きく作られているために、ラック５の基準面１１の法線の向きの基準面１１からの距離はより小さくなっている。
【００７７】
しかしながら、それぞれのロールダイス２’、３’のシャフトに対して平行な向きのこのポジションとならび、それぞれのロールダイス２’、３’のシャフトに対して垂直である、ロールスタンド１’の運動方向に対しても垂直である向きについても、ラックホルダ４’の適合化は不可欠である。この適合化が必要となるのは、駆動ピニオン６’が、図２ａに図示される駆動ピニオン６と比較して大径化されているからである。そのような適合化は、ベースキャリヤと、それに装着される、相応に構成されたアダプタプレートの形態をとる、二分割型のラックホルダ４’により実現されるようになっており、それによりロールスタンド１’の駆動ピニオン６’は、ラックホルダ４’に取り付けられたラック５’に噛み合うことができる。
【００７８】
図３ｂには、図３ａに由来するロールスタンド１’を上から見た斜視図が示される。ラックホルダ４’は、ここでは、ロールスタンド１’の運動方向に対して平行に延びる旋回軸１３’まわりに旋回されることによって、ロールスタンド１’から遠ざかる、図２ｂと同様の開放ポジションにあるために、ラックホルダ４’に取り付けられたラック５’は、ロールスタンド１’の駆動ピニオン６’との接触部を最早どこにも有していない。図２ａおよび２ｂに図示される寸法と比べて一回り大きい寸法を有するロールスタンド１’のこの実施形態においても、ロールスタンド１’を露出させる旋回装置を利用して、ロールスタンド１’を簡単かつ急速にピルガー圧延機から取り出すことができる。
【００７９】
本来の開示という目的のためにここで付言しておくが、この発明の詳細な説明、図面および特許請求の範囲から、当業者であれば推察するような特徴はみな、たとえそれらがさらに別の特定の特徴との関連だけにおいて具体的に記述されたものであったとしても、単独でも、またここに開示されるそれ以外の特徴または特徴群との任意の組み合わせにおいても、明文でその可能性が排除されていない限り、もしくは技術面での所与の条件が、そのような組み合わせを不可能または無意味なものとしない限り、使用することができるものである。ここでは、あくまでもこの発明の詳細な説明を簡潔で読みやすいものとするためだけに、考えられる全ての特徴の組み合わせについての、包括的で明示的な描写を割愛するものとする。
【００８０】
それぞれの図においては本発明を細部にわたり描写した。また以上の説明でも、本発明について詳しく記述したが、これらの描写や説明は、あくまでも例示的に行ったものであり、また、特許請求の範囲により定義されるような保護範囲をそれにより限定することを意図したものでもない。本発明は、開示されるそれぞれの実施形態に限定されるものではない。
【００８１】
当業者には、図面、発明の詳細な説明、および添付の特許請求の範囲から、開示される各実施形態の様々な変形例が明らかである。特許請求の範囲において用いられる「有している」という言葉は、それ以外の要素やステップが含まれる可能性を排除するものではないし、また「いずれかの」「何らかの」「（ある）一つの」などと訳される不定冠詞が付いた名詞についても、それが複数ある可能性を排除するものではない。異なる請求項において請求されている複数の特定の特徴についても、ただその事実だけをもってして、これらの特徴を組み合わせる可能性が排除されているというわけではない。特許請求の範囲で用いられる符号も、保護範囲を限定することを意図したものではない。
【符号の説明】
【００８２】
１、１’  ロールスタンド
２、２’  上側のロールダイス
３、３’  下側のロールダイス
４、４’  ラックホルダ
５、５’  ラック
６、６’  駆動ピニオン
７  テーパ付きの圧延マンドレル
８  フィード用クランプキャリッジ
９、９’  ブルーム
１０  ブルームの円筒軸
１１  基準面
１２、１２’  油圧ナット
１３、１３’  ラックホルダの旋回軸
１４、１４’  下側の変速歯車
１５、１５’  上側の変速歯車
１６  バランスマス
１７  バランスシャフト
１８  第２のバランスマス
１９  プッシュロッド
２０  中央制御装置
２１  偏心距離
【図１】
2019503871.tif 000003
【図２ａ】
2019503871.tif 000004
【図２ｂ】
2019503871.tif 000005
【図３ａ】
2019503871.tif 000006
【図３ｂ】
2019503871.tif 000007
【国際調査報告】
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