(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延軸（L）に沿って配設され、閉成して実質的に環状をなす外部構造体（3,4）と、該構造体中にスライド可能に収納されるロールキャリア（10）と、圧延ユニット中に前記スライドをもたらす手段（15,45）と、夫々の旋回レバーアーム（19,20,21）に装着され、その回転軸（A1,A2,A3）は圧延軸（L）に対し垂直な平面に存在する３つの被駆動ロール（27,28,29）と、外部構造体に装着され、夫々のロール（27,28,29）に連係して回転軸（A1,A2,A3）と圧延軸（L）との距離を規制する装置（30,31,32）とからなる型式のマンドレル上でパイプを圧延するユニットにおいて、
前記ロールキャリア（10）は、該キャリアが前記外部構造体（3,4）中で固定される作動位置と、該キャリアが圧延軸（L）に対し垂直な平面を実質的に移動する方向に沿って該構造体から取出される非作動位置との間をスライドするよう案内され、
前記外部構造体（3,4）は、該キャリアが前記移動方向に沿って通過するのを許容するようになっていることを特徴とするマンドレル上でパイプを圧延するユニット。
【請求項２】
前記外部構造体は、実質的に閉成したリングの形状をしており、複数のタイロッド（4）により相互に剛固に接続された少なくとも２つの板状素子（3）からなる請求項１記載の圧延ユニット。
【請求項３】
前記ロール（27,28,29）が装着されている前記レバーアーム（19,20,21）は、圧延軸に対し垂直な平面を旋回することを特徴とする請求項１または２に記載の圧延ユニット。
【請求項４】
前記ロール（27,28,29）が装着されている前記レバーアーム（19,20,21）は、対応のロールの回転軸（A1,A2,A3）に対し垂直で、かつ前記圧延軸（L）を通過する夫々の半径方向の平面を旋回することを特徴とする請求項１または２に記載の圧延ユニット。
【請求項５】
前記キャリアのスライド方向は、前記圧延軸（L）を通って延在する実質的に水平な平面に対し傾斜していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の圧延ユニット。
【請求項６】
前記スライド方向の傾斜角度は、約３０°であることを特徴とする請求項５に記載の圧延ユニット。
【請求項７】
夫々のロール（27,28,29）は、他の２つのロールから独立して駆動されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の圧延ユニット。
【請求項８】
前記圧延軸（L）に沿って側方に順次配設した請求項１〜７の何れかに記載の複数の圧延ユニットからなることを特徴とするマンドレル上でパイプを圧延する圧延機。
【請求項９】
前記圧延ユニット（5）の外部構造体（3,4）は相互に剛固に接続されて、圧延機における単一の外部構造体（2）を形成していることを特徴とする請求項８に記載の圧延機。
【請求項１０】
非作動位置において、夫々の圧延ユニット（5）における前記ロールキャリア（10）は該ユニットの側部に配設され、１つのユニットにおける１つのロールキャリア（10）の非作動位置は、隣接する圧延ユニットにおける１つのキャリアの非作動位置に対向する圧延機の側部に存在していることを特徴とする請求項８または９に記載の圧延機。
【請求項１１】
圧延機の同じ側に存在する非作動位置に関して、前記ロールキャリア（10）のスライド方向は、前記圧延軸（L）を通って延在する実質的に水平な平面に対して約３０°傾斜した夫々の平面に存在することを特徴とする請求項１０に記載の圧延機。
【請求項１２】
前記圧延ユニット（5）は相互に同一のものであって、夫々のユニットは隣り合う圧延ユニットにおいてロールの圧下方向が６０°ずつずれている請求項８〜１０の何れかに記載の圧延機。
【請求項１３】
１つのロールキャリア（10）のスライドを案内する手段（15,45）は、夫々の圧延ユニット（5）について、そのスライド軸に沿って前記キャリアに作用する押圧素子（45）を含み、また前記手段は、夫々の圧延ユニット（5）について、装填−取出し装置（50）を含み、この装置は前記圧延軸（L）に対し平行なレール（52）上を移動可能で、かつ水平位置から傾斜位置に傾動し得る少なくとも１つのプラットホーム（53,53a）を有するキャリッジを包含し、このプラットホームは前記押圧素子（45）により押圧された１つのロールキャリア（10）を受入れ得る請求項１１または１２に記載の圧延機。」
【請求項１４】
複数のロール（82,83,84）が圧延軸に沿って配設されたマンドレルを支持し得る作業位置と、該ロールがこの軸から離間移動させられた位置との間で前記圧延軸（L）に対し離間および近接し得る請求項８〜１３の何れかに記載の圧延機において、
複数のロール（82,83,84）が軸支されるシート（86）を備える本体（81）を有する少なくとも１つのマンドレル支持装置（80）を含み、
前記シート（86）は前記圧延軸を実質的に横断する方向に開放して、マンドレル支持装置のロールが取外し位置に存在するときは、前記マンドレル支持装置（80）は圧延機から取外し可能になっていることを特徴とする圧延機。
【請求項１５】
前記本体（81）は、実質的にＬ形状をしており、前記圧延軸に対し平行な軸の周りを旋回可能になっていることを特徴とする請求項１４に記載の圧延機。
【請求項１６】
圧延ユニットにおける夫々のロール（27,28,29）は、少なくとも１つの個別のモータ（90）によって、他の２つのロールとは独立して駆動されることを特徴とする請求項８〜１５の何れかに記載の圧延機。
【発明の詳細な説明】
発明の詳細な説明
技術分野
この発明は、以下に添付した最初の請求の範囲の前提部分中で指示した型式に係るマンドルレル上でパイプを圧延するユニットに関し、また該発明は、複数のこれら圧延ユニットからなる圧延機に関するものである。
技術背景
先に述べた圧延ユニットおよび長手方向の圧延軸に沿って整列配置したこれらの圧延ユニットにより構成される圧延機は、本件出願人の公開されたイタリア特許出願第ＭＩ９２Ａ０００９１７号（またヨーロッパ特許出願第９２１１８３８９．３号に対応）から既に公知である。要約すれば、この圧延ユニットは少なくとも３つの被駆動加工ロールの使用を許容することで、種々のメンテナンス作業およびロール交換作業が促進されるという事実からもたらされる有利な効果と、相当に機能的な柔軟性とを結び付けている。この結果は、圧延機の構造体から取出し得る適当なキャリアに前記ロールが装着されているという事実と、該ロールを旋回レバーアームに配設することで、これらロールの距離を圧延軸から調整し得るという事実とによって実際に達成される。この型式の圧延機では、マンドレル上に装着したパイプの圧延中に生ずる重圧が、夫々のアーム上でロールを支持する素子により、該ロールの位置を調節する装置を介して、外部の荷重支持構造に伝達される。圧延機の各圧延ユニットにおける前記荷重支持構造は、一連のスペーサにより相互に接続された環状リングの形態をした少なくとも２つの板状素子によって構成され、これらの素子は各ロールを調節する装置の固定部分を剛固に支持している。
従って外部の荷重持構造は実質的に管状であって、正確には圧延軸と同心の閉成した形状により、前述した圧延時の重圧を効果的に吸収し得るものである。
圧延機のメンテナンス、または例えばロールを再研削するためのロール交換は、全てのロールキャリアを圧延機の構造体から取出すことにより行なわれる。このキャリアは、前記構造体に関して、該構造体に配設した適切なガイド上を軸方向へスライドし、次いで圧延機の出力端に配設したキャリア移動用のキャリッジ上に移載される。この型式を解決するには、圧延機の下流側のスペースは、圧延機の内部における一纏まりのキャリアの長さに少なくとも等しくして、キャリア移動用のキャリッジ上に該キャリアを位置させ得ることが必要である。しかし実際の圧延プラントでは、常にそのようになっているとは限らない。その理由は、ビレットから圧延終了後のパイプを加工する種々の段階の実行に必要とされる多種類の圧延機（荒仕上げ、最終仕上げ等）の配列（レイアウト）については、該圧延機の下流側に充分なスペースがあるとは限らず、また先に述べた教示に従ってロールキャリアの取出しが考慮されているからである。
この理由のために、圧延ユニットおよび前述した夫々の圧延機の変形例が、本件出願人によるイタリア特許公開出願第ＭＩ９３Ａ０００７０４号（ＰＣＴ国際出願第ＥＰ９３/００８９８号にも対応）で提供され、かつ説明および図示がなされている。この変形例では、圧延ユニットの外部構造体は実質的に“Ｃ”形状、すなわち圧延軸に関して半径方向における一側部が開放している。圧延機のメンテナンス作業およびロール交換作業の際には、ロールの装着されたキャリアは夫々の圧延機に配設した適当なガイド上をスライドして、荷重支持構造から前述した半径方向へ取外される。
この第２の技術的な解決手段は、パイプまたは棒状本体およびバーであっても加工するのに殊に適切であり、ここではマンドレルは使用されていない。その理由は、夫々の圧延ユニットの荷重支持構造は横方向に開放しており、この荷重支持構造は、ロールおよび旋回アームに装着した支持素子によりマンドレルから伝達される前述した圧延時の重圧を抑える実質的に管状をなす構造体とは同じ能力を付与し得ないからである。
発明の開示
本発明の目的は、圧延ユニット並びに複数のこれら圧延ユニットにより構成される個々の圧延機を案出することにあり、これらは前述した２つの出願の実施例により論証される有利な効果を結合する構造的かつ機能的特徴を有するものである。換言すれば本発明は、圧延中にマンドレルを使用する結果として、外部の荷重支持構造に作用する重圧に耐えることができ、かつ夫々の支持キャリアを前記の外部荷重支持構造から横方向へ取出すことにより、メンテナンス作業およびロール交換作業をなし得る圧延ユニットおよび夫々の圧延機の提供を目論むものである。
この目的は、この説明に付帯する請求の範囲中で特徴付けられる圧延ユニットおよび対応の圧延機により達成される。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴および該発明により達成される有利な効果を、より良好に理解するために、好適ではあるがこれには限定されない発明の実施例を添付図面に関して次の通り説明する。
図１は、本発明に係る圧延機の概略図である。
図２は、図１に係る圧延機の平面図である。
図３は、前述した圧延機の部分的に縦断面で示す概略図である。
図４は、前述した圧延機の側面図である。
図５は、図３に係る細部の概略図である。
図６、図７および図８は、夫々の動作条件における前述した図面に係る圧延機の細部を示すものである。
発明を実施するためのベストモード
これらの図面を参照すると、本発明に係るマンドレル上でパイプを加工する圧延機は、一般に符号１で指示されている。この圧延機は、圧延軸Ｌと同心的に配置され、かつベースＢ上に支持された外部構造体２を有している。この構造体２は、以下に更に説明する如く、タイロッド４により相互に剛固に接続した複数の板状素子３により構成され、これら複数の板状素子は、加工されるべきパイプのための入力端６および出力端７の間の長手方向軸Ｌに沿って整列した複数の圧延ユニット５における夫々の外部構造体の一部をなしている。これらの端部６および７は、前記構造体２における夫々の反対側端部となっている。
前述した如く本発明に係る夫々の圧延ユニット５は、一般的な構造体２中において、側方に順次配設されると共に互いにタイロッド４で接続した一対の板状素子３を含んでいる。更に詳細には、本実施例で前記板状素子３は、実質的に環状リング、すなわち如何なる場合であっても閉成したリングの形状をしており、該素子の外側縁部上に何等かの突起８が設けられている。これについては、本発明の他の構造的細部と共に以下に説明する。実際のところ、圧延機中で２つの連続しかつ剛固に相互接続された素子３は、夫々の圧延ユニットにおける外部支持構造体を画成している。この実施例に係る圧延機では、夫々の支持構造体を備えた圧延ユニットの全てが、連続性を失なうことなく相互に接続されており、単一の板状素子３における２つの表面は、従って圧延軸Ｌに沿った個々の隣接するユニットの部分をなしている。
各圧延ユニット５は、実質的に三角形状、すなわち如何なる場合にも閉成した環状フレームの形状をした夫々のロールキャリア１０を有し、このキャリアは圧延機１における２つの連続した板状素子３の間に収納されている。そして夫々の圧延ユニットには、パイプの圧延中に適合した作業位置に前記キャリアを固定するための取外し手段も設けられている。
３つのピン１１，１２，１３が夫々のロールキャリアに、該キャリアの断面において前述した等辺三角形の頂点位置で固定され、このピンに夫々のレバーアーム１９，２０，２１が装着されている。前記ピン１１，１２，１３は支点を構成し、このピンの周りを対応のレバーアーム１９，２０，２１が旋回すると共に、公知の調節方法によってロールキャリア１０上に固定される。これについては、既に引用した先行技術に係る特許出願を参照されたい。
ここで説明がなされる本発明の実施例において、夫々が２つの平行でかつ対向し合う板状の半体アームで構成されるアーム１９，２０，２１は、圧延軸Ｌに対して垂直な平面を旋回する。しかし、これに代えて前記アームは、対応のロールの回転軸Ａ１，Ａ２またはＡ３に対し垂直で、かつ圧延軸を通って延在する各半径方向の平面を旋回するように構成してもよい。この教示するところにより、圧延中に往々にして生ずる高い温度のために該アームが長手方向に伸びて、軸Ｌに関してロールの位置に不利な影響を与えるのを実際に防止することができる。この教示を基礎にすると、仮に熱変形によりレバーアーム１９，２０，２１が伸びても、該レバーアームの旋回は実際のところ常に、図示の実施例でアームが旋回する面に対し垂直な平面である前述した半径方向の平面において行なわれる。
アーム１９，２０，２１の端部であって、前記ピン１１，１２，１３に装着される側の端部と反対側の端部に夫々固定した支持素子２４，２５，２６は、圧延軸Ｌを横断する回転軸Ａ１，Ａ２またはＡ３の周りを夫々回転し得る各対応のロール２７，２８，２９を支持している。
本発明の好適な実施例において、前記支持素子はアームの一端部に正面から調節し得る方法で装着されており、この調節可能な装着方法の一例は、既に引用した出願第ＭＩ９２Ａ０００９１７号に詳細な説明と請求とがなされている。この出願では、調節可能な装着はボルトおよび長孔（この出願の図３参照）によって達成され、これは本件についても適用可能であるが、その他の解決方法を排除するものではない。
夫々の圧延ユニット５における各ロール２７，２８または２９のために、圧延軸Ｌから夫々の回転軸Ａ１，Ａ２またはＡ３の距離を調節する装置３０，３１または３２が設けられている。この装置はロール２７，２８，２９の支持手段に作用し、先に見た如く、支持素子２４，２５，２６を伴なったアーム１９，２０，２１を含んでいる。
本発明の実施例において調節装置３０，３１，３２は、好ましくは流体の圧力で作動し、夫々は油圧シリンダ-ピストン装置からなる。この調節装置は、構造体の外縁に設けた突起８の領域において、一対の隣接する板状素子３の間で圧延機の外部構造体２に剛固に接続した夫々の固定部３０ａ，３１ａまたは３２ａと、前述の固定部位に関して圧延軸Ｌを通過する半径方向の軸（これは他の２つの同じ構造の軸に対し１２０°の間隔で配設されている）に沿って前後にスライドし得る可動部３０ｂ，３１ｂまたは３２ｂとから本質的に構成されている。
実際のところ、調節装置３１に関してその固定部３１ａは、圧延ユニット５の２つの板状素子３の間に固定したピン３１ｃに回転自在に装着されていることに留意すべきである。この調節装置３１は、前記固定部３１ａに作用するアクチュエータ３１ｄと連係して、該固定部をピン３１ｃの周りにおいて、圧延軸を通って延在しかつ前述した他の２つの部材に対し１２０°の間隔で位置する半径方向の軸に沿って前記可動部３１ｂがスライドし得る作動位置と、圧延軸を横断するよう配設した一対のガイド１５に関して調節装置３１が後退する非作動位置との間を回転するようになっている。これらのガイドは互いに平行に延在し、かつ圧延ユニットの板状素子３に夫々固定されている。このように可動部３１ｂのスライド方向は、固定部３１ａが前記作動位置にある場合に限定付けられる。
夫々の調節装置における可動部３１ａ，３１ｂまたは３２ｂは、各支持素子２４，２５または２６のスペーサ２４ａ，２５ａまたは２６ａに作用し、このスペーサはロールキャリア１０を貫通する対応の孔３３を介して延在し、かつ該キャリアにおける三角形状の各頂点に位置している。更に、小さな液体圧シリンダにより作動されるレバー機構で構成される公知の適当なバイアス付与手段３４が、夫々のロール２７，２８および２９の重量並びに夫々の支持素子の重量および支持アーム１９，２０および２１の重量を補償する。これらのバイアス付与手段は、夫々の圧延ユニットにおけるロールを休息位置に保持し得るものであって、この休息位置において、これら手段は圧延軸から所要の距離を保持して、パイプが圧延ユニットに到来した際に、この加工されるべきパイプの受入れを待機する。
以下の説明からより明らかになるように、アーム２０すなわち調節装置３１が作用するアームと連係するバイアス付与手段３４は、ロールを休止位置に保持する配列から移動して、対応のキャリア１０の取出しを許容する。
ロールキャリア１０は、既に述べた方法で、本発明に係る圧延機の構造体２中に収納され、該ロールキャリア１０と連係する調節装置の可動部３０ｂ，３１ｂおよび３２ｂのスライド軸は相互に１２０°の間隔で配設されると共に、圧延機の隣接するロールキャリアと連係する装置３０，３１および３２における可動部の類似の軸に関して６０°だけオフセットしている。
前述したオフセット配列（これは図５で判明する）は、３つのロールの対応の組における軸Ａ１，Ａ２およびＡ３のそれとリンクしている。これは、夫々のアームの旋回により圧延中にこれらが変位することを除けば、等辺三角形の側部のように互いに６０°の角度で指向している。この事実は、夫々の圧延ユニットのためのキャリアにおけるスライドガイド１５の特有な配列と共に、圧延軸を通って延在する垂直軸Ｖに関して圧延ユニットに有利な対称形を付与するものである（図５参照。ここには３０°の角度が符号ａで示されている）。
圧延機１には、マンドレル４０も存在している。これは圧延軸Ｌに沿って移動可能であると共に、図１に概略的に示すマンドレルホルダ４１により駆動される。この実施例に係る圧延機は、マンドレルホルダ４１との接続のために設けた成形柄４０ａで保持されたマンドレルを備える形式のものである。
前述した如く、圧延機１における夫々の圧延ユニット５は直線ガイド１５を有し、このガイドは圧延軸Ｌを横切って圧延すると共に、前記圧延軸を通って延在する水平面に対し３０°の角度ａで傾斜する面に位置している。更に１つの圧延ユニットにおけるガイド１５は、圧延機の反対側から延在して隣接する圧延ユニットのガイドに向かっている。
以下の説明からより明らかになる如く、ガイド１５が延在する方向であって、更に一般的にはロールキャリア１０がスライドする方向は、ロール２７，２８および２９の１つにおける回転軸Ａ１，Ａ２またはＡ３と平行とするのが有利である。
この後者の事実は、ロールの配列および先に述べた夫々の調節装置の配設と共に、全ての圧延ユニットにおけるロールキャリアを相互に同じものとすることができ、またガイドを装着した夫々の圧延ユニットにおける外部構造体を、該構造体の内部に収納したキャリアと共に、軸Ｌを通って延在する垂直軸Ｖの周りで傾斜している圧延機における隣接した圧延ユニットの外部構造体として形成させ得るものである。
夫々のロールキャリア１０は車輪４８を備え、ガイド１５に沿って走行させ得るようになっている。夫々の圧延ユニットの側部であってガイド１５が延在する側には、排出機４５と連係してロールキャリアの装填−取出し装置５０が設けられている。この排出機はガイド１５と平行に作動する押圧素子からなり、かつロールキャリアに合致する形状の突起４６と係合する係合端４５ａを有している。
各圧延ユニットにおける装填−取出し装置５０は、前記圧延軸Ｌと平行なレール５２上を移動し得るキャリッジ５１を有している。このキャリッジ５１は、夫々の油圧リフタ５４によって作動される２つの傾動可能なプラットホーム５３および５３ａを有している。前記プラットホーム５３および５３ａ上には、一対のリニアガイド５５，５５ａが存在し、これらのリニアガイドは、対応のプラットホーム５３または５３ａが圧延軸を通って延在する水平な平面に関して３０°の角度で傾動すると、圧延ユニットに連係するガイド１５と同一平面にある。
本発明に係る圧延機に配設されるマンドレル支持装置８０について、次に図６、図７および図８を参照して説明する。より正確には、圧延機は幾つかのこれら装置を、該圧延機における２つの圧延ユニット５の間で、かつ加工がなされるパイプ用の入力端６および出力端７に近接して設けている。
前記装置８０は、圧延機に関して横方向へ揺動し得る実質的にＬ形をなす本体８１からなり、この本体にはシート８６が設けられていて、これに３つの遊転するマンドレル支持ロール８２，８３および８４が軸支されている。これらのロールは関節機構８５に連係して装着され、この機構は前記ロールを、装置を介して延在するマンドレルを該ロールが支持する作動位置から、該ロールが圧延軸から離間して圧延中のパイプとは干渉しない非作動位置まで移動させる。
また装置８０は、揺動体８１を作動位置、すなわち前記シート８６が軸Ｌと同心であって、前記ロール８２，８３および８４がこれらの間に介在するマンドレル上に円周状に配設される位置と、揺動体８１が圧延軸から移動して離間した位置とに保持する停止素子８７を含んでいる。揺動体８１の揺動運動は、液体圧アクチュエータ８８によってもたらされるが、如何なる他の適当な手段によっても達成されることが指摘されるべきである。
最後に、各圧延ユニット５におけるロール２７，２８および２９は、駆動延長軸９１と共に夫々の独立したモータ９０によって駆動されることに留意すべきである。後者の延長軸は前者のモータに、図面には詳細に示さないカップリングにより機械的に接続され、以下に説明がなされる発明の動作に関連して更に説明する如く、該カップリングは前記延長軸を流体アクチュエータＭによって軸方向へ移動させ得るものである。この説明を行なう前に、本発明の圧延機では、種々の圧延段階を調節および制御する手段が存在することを単に述べておく。これらについては詳細に説明しないが、その機能は如何なる場合においても、以下の説明から推論し得るであろう。
圧延されるべきパイプは、マンドレル４０に装着された状態で、圧延機の入力端６から挿入される。該パイプは引き続き夫々の圧延ユニットにおける圧延ロールに接触し、該ロールの回転により圧延軸に沿って前進させられる。より詳細には、夫々の圧延ユニットにおけるロールは、所定の位置にバイアス付与手段３４および対応の支持素子２４，２５，２６のスペーサ２４ａ，２５ａ，２６ａに作用する調節装置３０，３１，３２の可動部の結合効果によって保持される。
マンドレル上に装着した状態で圧延されるパイプは、圧延ユニットのロールに遭遇し、従って支持素子２４，２５，２６および夫々のスペーサによって伝達される半径方向の力は、調節装置３０，３１，３２の可動部に働き、該調節装置の固定部により外部荷重支持構造（本件では２つの隣接し合う板状の素子３）に放出される。
これらの素子３は閉成した断面、すなわち圧延軸に対して垂直な平面での断面を有しているので、これにより形成される夫々の圧延ユニットの外部構造体は、前述した圧延時の重圧に最も良く耐え得るものであって、最初に説明した目的の最初の部分の達成に寄与する。
圧延ユニットのためのロール交換に関して、これは以下のようにして行なわれる。
圧延中に専有しているキャリアをその作動位置でクランプする手段が解除されると、ロールキャリア１０は夫々の圧延ユニットにおけるガイド１５に沿ってスライドすることができる。この段階では、バイアス付与手段も付勢が解除されており、殊にアーム２０と連係するこれらの手段は、取出されるべきキャリアと干渉しないように移動させられる。
同様にロールを駆動する延長軸９１もその接続が解除され、流体アクチュエータＭにより軸方向に後退させられて、該ロールキャリアから移動させられる。この状態で調節装置３１はガイド１５に関して後退位置に存在し、従ってこれらのガイドに沿ったキャリアの移動に干渉することはない。
押圧素子４５を付勢して、取出されるべきロールキャリアをガイド１５に沿って移動させ、圧延ユニットと連係するキャリッジ５１のプラットホーム５３が暫くの間だけ傾動している前記ガイドの端部まで到来させる。次いで該キャリアは傾動しているプラットホーム上に移載され、該プラットホーム上に完全に装荷された後に、リフタ５４が下降して該ロールキャリアが載置されているプラットホームを水平な位置まで移動させる。
次いでキャリッジ５１は前進して、装入されるべき新たなロールキャリアが配設されている第２のプラットホーム５３ａを、ガイド５５ａがロールユニットのガイドと整列している位置まで到来させる。この新たなキャリアは、次いで圧延ユニットの所定場所に装入される。この場所は、交換されるべきキャリアを取出すため、先に述べた段階の逆を反復することで交換がなされるところである。
前述したところから、ロール交換作業を行なうこの方法は、最初に述べた目的の他の部分を達成するものであることが諒解されよう。
実際に、このロール交換作業は圧延機の側部で行なうことができ、従ってかってのように該圧延機の下流側に大きなスペースを必要とすることがない。しかしながら、ロールキャリアを軸方向にスライドさせるケースは従来技術中で予見されている。
最後にこの結果は、夫々の圧延ユニットについて外部構造体に通路を配設することにより達成されるものであり、この通路を介して該キャリアを取出すことができるが、外部構造体における環状の外部輪郭を実質的に変更する必要はない。
多くの有益な効果が、この発明により達成される。
これらの効果の中で、ロール交換が圧延機に収納した夫々の圧延ユニットについて、該圧延機の一方の側部および他方の側部で交互に行なうことができるという事実によって、夫々の圧延ユニットについてロールキャリアの交換が、構造体からの他方のキャリアの取出しと干渉することなく、圧延機の側部において達成し得ることが指摘されるべきである。
実際に、仮にロール交換作業が、圧延機の一方の側部からのみ実施し得るものであるとしたならば、夫々の圧延ユニットの側部でキャリアを交換することは不可能であったであろう。換言すれば、もしロール交換が圧延機の一方の側部からのみ実施し得たとすれば、この作業は、最初に全てのロールキャリアを圧延機から取出し、引続きこれらのロールキャリアを圧延機から移動離間させて、該ロールキャリアを対応の圧延ユニットの側部の位置まで到来させた後に新たなロールキャリアの交換装填を可能ならしめるか、または夫々の圧延ユニットについて個別に１つのキャリアを取出し、次いで交換されるべきキャリアを装入することによって行ない得たものである。これら２つの解決方法は、何れも本発明により提案された方法に比べて好ましくない。
ここで考慮すべき本発明の実施例に関して強調すべき他の有利な観点は、圧延ユニットにおける夫々のロールを個別にモータ駆動する点にある。すなわち、夫々のロールに独立した駆動源を使用することによって、圧延機の側部に複雑な動力伝達機構を設ける必要性をなくし、かくして先に述べた如く、キャリアが取出されて取扱われるべき必要なスペースを作り出している。
更に一般的には、ロール２７，２８，２９の駆動に関して、仮に圧延ユニットの数が多くなければ、夫々のロールについて独立した駆動手段を使用するのが好ましい（如何なる場合においても、単一のロールを駆動するのに２またはそれ以上のモータを使用し得ることに留意されたい）。しかるに圧延機の数が沢山ある場合は、幾つかの圧延ユニットに属し、かつ共通の駆動手段で駆動される単一の運動機構によって駆動される平行な回転軸を有するロールの可能性を排除するべきでない。しかし先に述べた結果を達成するためには、単一の圧延ユニットにおける１つのロールは他の２つのロールから独立して駆動されることが重要である。
本発明により達成される更なる重要な利点は、圧延中に発生する軸方向の重圧、すなわち圧延軸Ｌと平行な合成力を有している重圧であって、先に考慮した半径方向の重圧よりは小さいけれども、極めて重要な値と思われる重圧が、夫々の圧延ユニットの外部構造体により吸収される、という事実に存在する。この効果を更に良好に理解するためには、前述した軸方向の重圧はロールの支持素子およびその結果として夫々のロールキャリアを、図４に示す如く圧延軸Ｌに沿ったパイプの前進方向に変位させる傾向を有し、夫々の支持素子２４，２５または２６並びにキャリアそれ自体が移動しようとする傾向は、各ロールが装着されているキャリア１０に隣接する板状素子３により制限される、ということを考慮する必要がある。この点について、夫々の支持素子およびロールキャリアが移動する傾向と、板状素子３がこの移動を抑制する効果とは、アーム１９，２０，２１が圧延軸Ｌに対して垂直な平面を旋回するとき、および既に述べた別の実施例において、これらのアームが該圧延軸を通って延在する半径方向の平面を旋回するように形状付けられているときに生ずることが述べられる。
前述したところから、特別な構造的形態およびこれにより達成される効果のために、軸方向の重圧が圧延機の端部に設けた適当な手段により抵抗されるようになっている出願第ＭＩ９２Ａ０００９１７号に述べた圧延機と異なって、本発明に係る圧延機では、軸方向の重圧は圧延ユニットの端から端まで分散されるものであり、本発明に係る圧延ユニットおよび該ユニットで形成される圧延機は、かくして先行技術に設けられていた手段を排除し、かつ該圧延機の構造を単純化し得ることを容易に了解し得るであろう。
他の先行技術に係る出願第ＭＩ９３Ａ０００７０４号を考慮すると、軸方向の重圧に耐えるため、および前述した支持素子を変位させるために、大きな板の形状をしたダイヤフラム９が配設されていたが、これは“Ｃ”の形状、すなわち側部が開放した構造体を意味し、本発明に係る構造のリング状形態により達成される如き効果的な作用は奏し得なかったことも指摘されるべきである。本発明により単純化が達成されることは、本件によっても明らかである。
ここで強調されるべき本発明により達成される他の利点は、キャリアにおけるスライド軸の水平な平面に対する傾斜という点に結び付けられる。すなわちロールキャリアを備えた圧延ユニットの特定の形態と共に、既に説明した教示に従い垂直軸に関してこれらが回転することによって、図面に全体として示すように、圧延機の実質的に対称的でかつコンパクトな構成が達成される。またこの構成は、例えばレール５２およびキャリッジ５３および延長軸９１を備えたモータ９０の如く外部構造体２の外側に位置する圧延機の部品を含んでおり、かくして構成上のコストを制限する重要な貢献を行なっている。
キャリアのスライド軸および従ってロールの１つの軸Ａ１，Ａ２またはＡ３に対して平行なガイド１５を設けたことによる利点を留意すべきである。図面を参照すれば実際に理解される如く、この解決手段によってキャリア１０は、その反対方向の側から駆動延長軸の１つが係合している側、すなわちキャリアがスライドするのに何等の障害もなくかつキャリッジが配設される側へ取出し得るものである。更にこの傾斜は、キャリアを夫々の構造体中へ確実に収納されるのを可能とし、これは該キャリアを構造体中に保持しようとするそれ自身の重量によるものであって、圧延中に該キャリアを正しく保持させ得るものである。
この点に関して、前述したマンドレル支持装置８０により達成される有益な効果も指摘されるべきである。
この装置は、パイプが完全に存在しないとき、または部分的にしか存在しないときに、マンドレルを圧延機の内部へ移動させる機能を有している。例えば、圧延済みのパイプが取除かれたマンドレルが圧延機の出力端７から入力端６に戻りつつある際に、この状況において実際に該装置８０のロール８２，８３，８４は、圧延ユニットのロール２７，２８および２９により画成されるスペースと同心的な位置にマンドレルを保持するように配設されている。これらのロールは、既に述べた如く、バイアス付与手段３４によって圧延軸Ｌから所要のスペースが保持されている。換言すれば、図面に示す圧延機に配設したマンドレル支持装置８０は、パイプが存在しない際にマンドレルが移動する間、圧延ユニットのロールに対して打撃するのを防止している。
この機能を達成するマンドレル支持装置は、先行技術に係る圧延機にも存在している。しかしながら図６、図７および図８に示す該装置の特定的な特徴は、該装置が圧延中であっても圧延軸Ｌから離間するよう移動し得ることである。これが可能であることは、圧延機でのパイプの圧延中に該パイプおよびマンドレルの前進が妨げられる状況を生じた際に殊に有益である。このような不都合を生ずると、必要なメンテナンスを行なうために圧延機の内部にアクセスすることが実際に必要である。このような状況において、ロールの間にパイプおよびマンドレルが存在していると、構造体からロールキャリアを取出すことは明らかに不可能であったので、一方の圧延ユニットと他方の圧延ユニットとの間で圧延機の側部に充分なスペースを確保し、オペレータが間に入るのを許容する必要がある。
図６、図７および図８に示すように、関節機構８５がロール８２，８３，８４を圧延軸から一度でも離間的に移動させると、圧延機の構造体２中でクランプされているパイプの装填されたマンドレルに関して、マンドレル支持装置８０は移動することができ、かくしてメンテナンスのためのオペレータがアクセスし得るスペースを確保することができる。
何れの場合においても、このマンドレル支持装置は、本明細書中で考慮された様式以外の方法で構成し得ることが指摘される。すなわち該装置は、前述した如き揺動体を有することは厳密には必要でなく、該装置は圧延軸を横断して取外し得るような形態を有していれば充分である。実際のところ、従ってロールが位置する該装置のシートが圧延軸Ｌを横断する軸上で開放するように配設されていることだけが必要であり、この軸に沿って該装置は前記圧延軸に近接離間移動して、ロールはスペースが開けられる。
勿論、本明細書中で説明した発明の他の実施例を行なうことは可能である。
例えば、板状素子３がタイロッドにより相互に剛固に接続されて２つの隣接する圧延ユニットの構造体を形成している圧延機の形態を、種々の圧延ユニットを所定間隔離間させて配置した圧延機の形態に置換えることは排除されるべきでない。換言すれば、圧延軸に沿って側方へ順次配設した複数の圧延ユニット５を有するが、その外部構造体は相互に離間していて、該ユニットが設計された目的を変えることなく達成するのに必要な各ユニットの特徴を勿論備えた圧延機の構成は排除すべきでない。
更に、前述した調節装置３０，３１，３２は、液体圧または電気機械的または他の種類で駆動されるものであってよく、仮に該装置が電気機械的に駆動されるときは、該装置は固定部３０ａ，３１ａ，３２ａおよび可動部３０ｂ，３１ｂ，３２ｂは共に螺旋状の運動対を構成するような方法で構成することができる。この場合、先に述べた移動部の動力源に代り得るものとして回転機構を使うことができ、これは先に指摘したその効果を変更するものではない。
最後に、先に予想した発明の目的以外に、例えばマンドレルを備えないパイプまたはバー、棒または棒状本体一般を圧延する目的のために、本発明を使用することも排除されるべきでない。
しかしながら、これらおよびその他の可能性のある変形例は、この明細書に与えられた説明および以下の請求の範囲から推察し得る発明に基いた教示の範囲内に存在するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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