DE3233643A1

DE3233643A1 - Vorrichtung zum haemmern mit schrotkoernern

Info

Publication number: DE3233643A1
Application number: DE19823233643
Authority: DE
Inventors: Joseph Frederick 06040 Bolton Ct. Loersch; James Wesley 06237 Columbia Ct. Neal
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1982-09-10
Publication date: 1983-04-28
Also published as: AU8813882A; GB2105629A; IT8223196A0; GB2105629B; US4432220A; IL66722A; FR2512374A1; FR2512374B1; DE3233643C2; JPH024655B2; IT1152545B; IL66722A0; AU553926B2; CA1191672A; JPS5852421A

Description

PATENTANWALT

DR. RICHARD KNEISSL Widenmayerstr. 46

D-8000 MÜNCHEN 22 -

Tel. 089/295125 | 0. SeP 19öZ

DE 57/Dr.K/sch

United Technologies Corp. Hartford, Ct./V.St.A.

Vorrichtung zum Hämmern mit Schrotkörnern

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Hämmern mit Schrotkörnern, insbesondere eine Vorrichtung, in der die Schrotkörner durch die Schwerkraft beschleunigt werden.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich damit, in einem Produktionsprozeß Werkstücke mit einer Oberflächenspannung und einer bestimmten Oberflächenbeschaffenheit zu versehen. Von besonderem Interesse ist es, gute Oberflächen und Druckspannungen in den Oberflächen von Erzeugnissen wie Schaufeln von Gasturbinen zu erhalten. Üblicherweise haben solche Schaufeln eine gekrümmte Oberfläche 20, dünne Kanten 19, 19' und Schulterflächen 26. Turbinenschaufeln können nicht leicht und gleichmäßig gehämmert werden, wenn sie nicht in geeigneter Weise im Strahl der Schrotkugeln angeordnet werden. Die Schrotkugeln müssen die Oberfläche des Werkstücks in einem steilen Winkel treffen, damit sie wirksam sind. Bisher sind Turbinenschaufeln hauptsächlich in pneumatischen Maschinen oder in Schleudern gehämmert worden. Mit solchen Maschinen kann man aber nicht die gleichmäßigen Geschwindigkeiten der Schrotkugeln erhalten, die zur Erzielung der Oberflächenbcschaffenhcit erforderlich sind, die in mit der vorliegenden Anmeldung zusammenhängenden Anmeldungen der Anmelderin beschrieben ist. Speziell im Fall der pneumatischen Maschinen kann jedoch das Schrot in einer Vielfalt von verschiedenen Richtungen auf das Werkstück gelenkt werden. In dieser Hinsicht ist die pneumatische Maschine anderen Maschinen überlegen.

Das Hämmern mit Hilfe von Schwerkraft ist ein Verfahren, bei dem man das Schrot mit der Erdbeschleunigung frei fallen läßt. Solche Methoden sind schon langer bekannt. Aus der US-PS 937 180 ist ein Gerät zum Hämmern

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mit Schrot mit Hilfe der Schwerkraft beschrieben. Stahlkugeln fallen aus trichterförmigen öffnungen und der Strahl wird durch einen Schieber an den öffnungen gesteuert. In der US-PS 4 067 240 ist eine ähnliche Vorrichtung beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird eine konstante Füllhöhe des Schrots im Trichter durch einen röhrenförmigen überlauf erreicht. In der US-PS 3 705 511 ist schließlich eine Einrichtung beschrieben, in der die Schrotkugeln auf eine bestimmte Höhe gehoben werden und dann eine geneigte Fläche hinunterrollen. Die Schrotkugeln rollen über die Kante der Fläche und fallen frei auf das Werkstück.

Eine Masse von Kugeln in einem Trichter verhält sich bekanntlich ähnlich wie eine Flüssigkeit. Die Geschwindigkeit, mit der die Schrotkugeln einen Trichter verlassen, hängt deshalb von der Größe der Kugeln und von der Füllhöhe im Trichter ab. Wenn bei der Einrichtung nach der US-PS 3 705 511 auf einen Trichter verzichtet wird, verleiht die geneigte Fläche den Schrotkörnern eine typische horizontale Geschwindigkeitskomponente. Das Schrot fällt daher entlang einer Fallkurve. Beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung soll die Richtung und die Geschwindigkeit der Schrotkugeln genauer gesteuert werden als bei der bekannten Vorrichtung. Alle die bekannten Vorrichtungen zum Hämmern mit Hilfe der Schwerkraft scheinen darüber hinaus nur zum Hämmern ebener Flächen geeignet und angewandt worden zu sein. Wenn es erwünscht ist, kompliziertere Formen, wie beispielsweise Schaufeln für Gasturbinen, gleichmäßig zu hämmern, ist eine bessere Vorrichtung erforderlich. Die Schaufeln können nicht mit der geforderten Genauigkeit gehämmert werden, wenn sie in einem Gerät der bekannten Art einfach starr befestigt werden.

Mit der Erfindung werden gleichmäßige Druckspannungen und glatte Oberflächen von Werkstücken erreicht, insbesondere von solchen, die eine unregelmäßige und verhältnismäßig empfindliche Ausbildung haben, wie dies beispielsweise bei Schaufeln von Gasturbinen der Fall ist.

Gemäß der Erfindung wird ein gleichmäßiger Strahl von Schrotkugeln in ein Gehäuse geführt. Das Schrot wird zunächst mit einer sehr niedrigen und gleichmäßigen Anfangsgeschwindigkeit abgegeben und dann durch die Schwerkraft auf eine gleichmäßige höhere Geschwindigkeit beschleunigt. Nach dem Aufprall auf das Werkstück fallen die Schrotkugeln auf den Boden des Gehäuses, werden dort gesammelt und zum Ausgangspunkt zurückgebracht.

Das Schrot wird durch eine Pforte geführt, die die Geschwindigkeit des zurücktransportierten Schrots vermindert und gleichzeitig die gewünschte Anfangsgeschwindigkeit sicherstellt. Die Pforte ist vorzugsweise als eine Lochplatte ausgeführt, die den Schrotkörnern eine kleine seitliche Geschwindigkeitskomponente verleiht. Dadurch erreicht man in einem kurzen Abstand unterhalb der Platte und damit in dem Bereich, in dem das Werkstück gehalten wird, einen gleichmäßigen Strom von Schrotkörnern. Werkstücke können an eine beliebige Stelle innerhalb einer quer zu dem gleichmäßigen Schrotstrom verlaufenden Ebene gebracht werden und werden dort überall gleich gehämmert. Als Gitter, die genaue Geschwindigkeitsparameter und gleichförmige Verteilung der Kugeln sicherstellen, werden Lochbleche bevorzugt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Mitteln versehen, eine konstante Schrothöhe über einer einzelnen Lochplatte einzuhalten, die einen gleichmäßigen Fluß des Schrots ermöglicht. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Lochblechen gegeneinander versetzt; die Lochbleche bilden so ein Labyrinth, durch das

das Schrot fließen muß. Beide Arten von Gittern haben sich als geeignet erwiesen, gleichmäßige niedrige Anfangsgeschwindigkeiten zu erhalten. Diese Gitter ermöglichen es zusammen mit eng tolerierten Schrotkugeln mit einem Durchmesser im Bereich von 1,0 bis 2,5 mm, eine gleichmäßige Aufschlagenergie mit einer Streuung von etwa + 25 % auf dem Werkstück zu erreichen. Eine solche Gleichförmigkeit konnte bisher nicht erreicht werden. Sie ist aber erforderlich, um glatte Oberflächen in der Größenordnung von 30 AA (Arithmethic Average) oder besser zu erhalten und dies in Kombination mit Druckspannungen bis zu einer Tiefe von mindestens 0,13 mm.

Die Geschwindigkeit, mit der die Schrotkugeln auf der Oberfläche des Werkstücks auftreffen, hängt ab von der Höhe, aus der das Schrot fällt. Diese Höhe kann durch ein vertikales Verstellen des Gitters verändert werden. Die Anfangsgeschwindigkeit am Gitter ist, wie erwähnt, gering und beträgt etwa 1 bis 3 % der typischen Aufprallgeschwindigkeit. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen die Aufprallgeschwindigkeiten im Bereich von 2,5 bis 12 m/s. Diese Geschwindigkeiten sind gleichmäßig mit Schwankungen von höchstens + 4 %. Obwohl die seitliche Komponente der Anfangsgeschwindigkeit nötig ist, ist sie klein, nämlich in der Größenordnung von 0,1 m/s. Damit ist beim Auftreffen auf das Werkstück die seitliche Komponente der Geschwindigkeit ein vernachlässigbar kleiner Bruchteil der senkrechten Komponente, und das Schrot bewegt sich in einem gleichmäßigen Strom. Dies bewirkt ein präzises Hämmern von Werkstücken, die Krümmungen, empfindliche Bereiche oder Zonen aufweisen, die eine besondere Sorgfalt erfordern um eine gleichmäßige Oberflächenbeschaffenheit und gleichmäßige Druckspannungen zu erzielen.

Eine Haltevorrichtung, die innerhalb des Gehäuses bewegbar angeordnet ist, bringt das Werkstück in eine solche Stellung, daß seine Oberfläche quer zum Schrotstrom liegt. Die Konstruktion des Werkstückhalters ermöglicht es, das Werkstück während des Schlichtens hin und her zu drehen. Ein solches Hin- und Herdrehen des Werkstücks erlaubt ein gleichmäßiges Behandeln von gekrümmten Werkstücken nach der Art von Turbinenschaufeln. Es ermöglicht ein gleichmäßiges Behandeln der gesamten Oberfläche. Wird das Hin- und Herdrehen dagegen weggelassen, kann der Auftreffwinkel des Schrots und die sich daraus ergebenden Druckspannungen ungleichmäßig sein. Im Vergleich zu Anordnungen, in denen das Werkstück einfach nur rotiert wird, vermeidet das Hin- und Herdrehen das Aufprallen von Schrot beispielsweise auf verhältnismäßig empfindliche Kanten.

Bei einer besonderen erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Behandeln eines Werkstücks nach der Art einer Turbinenschaufel ist der Anstellwinkel des Werkstückhalters und damit der Anstellwinkel der Achse des Werkstücks in bezug auf die Richtung des Schrotstrahls veränderbar. Dadurch kann ein gleichmäßiges Behandeln von Werkstücken wie Turbinenschaufeln sogar in Bereichen erreicht werden, in denen sich Schultern oder ähnliches befinden.

Im bevorzugten Ausführungsbeispxel sind daher drei Arten möglich, die Turbinenschaufel zu drehen: Schwingen um eine Achse, schrittweise Rotation um die gleiche Hauptachse und Neigen der Achse. Wenn ein Werkstück, wie z. B. eine Schaufel für eine Gasturbine, empfindliche Oberflächen hat und zwei Seiten, die gehämmert werden sollen, wird eine Ablenkplatte benützt, die den Schrotstrom abfängt, bevor er das Werkstück trifft. Durch das Abfangen des Schrots ist es möglich, die Stellung des Werkstücks zu verändern, ohne daß das Werkstück von Schrotkugeln getroffen wird, die empfind-

liehe Oberflächen zerstören könnten. Die Ablenkplatte läßt einen kontinuierlichen Schrotstrom durch das Gitter zu. Dadurch ist ohne weiteres ein fortlaufendes Hämmern möglich, wenn die Ablenkplatte wieder in ihre Ruhestellung gebracht wird.

Die Zeichnung

Fig. 1 zeigt eine typische Turbinenschaufel, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung behandelt werden kann.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung und zeigt das Gehäuse und die Fördervorrichtung.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig.

Fig. 4 ist eine Teilansicht der Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen des Werkstücks, das in Fig. 3 gezeigt ist.

Fig. 5 zeigt ein Werkstück, das quer zum Schrotstrom innerhalb des Gehäuses angeordnet ist; das Werkstück ist so positioniert, daß der Aufschlagwinkel C kleiner als 90 Grad ist.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Gitters im oberen Teil des Gehäuses; es ist gezeigt, wie das Schrot das Gitter, das eine einfache Lochplatte ist, verläßt.

Fig. 7 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Gitters von Fig. 6.

Fig. 8 ist eine Seitenansicht ähnlich Fig. 6; es ist ein Gitter gezeigt, das aus mehreren Lochblechen besteht.

Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Teil des Gitters von Fig. 8.

Fig. 10 zeigt einen oberen Gehäuseteil mit einer Einrichtung, die einen konstanten Zustrom zum Gitter sicherstellt.

Fig. 11 zeigt den Zusammenhang zwischen Fallhöhe und Schrotkugelgeschwindigkeit.

In der US-Patentanmeldung Nr. "Verfahren zum gleichzeitigen Hämmern und Glätten", die am gleichen Tage von den gleichen Anmeldern eingereicht worden ist, ist ein Verfahren beschrieben, mit welchem glatte Oberflächen und gleichmäßige Restspannungen erreicht werden können. Bei diesem Verfahren werden gehärtete Stahlkugeln, die einen im wesentlichen gleichförmigen Durchmesser von 1 -2,5 mm und im wesentlichen gleiche Energien aufweisen, auf ein Werkstück prallen gelassen. Die Angaben in dieser Anmeldung sollen als in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen gelten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders geeignet zum Hämmern von Schaufeln mit Schrot, die in einem Kompressor von Gasturbinen verwendet werden. Eine solche typische Turbinenschaufel 18 ist in Fig. 1 gezeigt. Sie besteht aus einem Schaufelteil 20 und einem Schulterteil 22. Zwischen dem Schaufelteil 20 und der Oberseite 26 des Schulterteils befindet sich ein Ubergangsbereich 24. Der Schulterteil läuft konisch zu, um eine Halterung in einem anderen Bauteil der Maschine zu ermöglichen. Man sieht, daß der Schaufelteil 20 eine gekrümmte Oberfläche und dünne Vorder- und Hinterkanten 19, 19' hat. Die gegenüberliegenden Seiten des Schaufelteils weisen üblicherweise Krümmungen geringen Unterschieds auf. Die Hauptachse 27 der Schaufel ist gleichzeitig

ihre Längsachse. Es sei darauf hingewiesen, daß die Oberseite 26 des Schulterteils 22 gegenüber der hauptsächlichen Fläche der Schaufel 20 in einem Winkel von etwa 90 Grad steht. Damit die Maschine ohne Materialermüdung eine volle Leistung erreichen kann, müssen die Oberflächen der Teile 20 und 24 geschlichtet sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu in der Lage.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und zeigt eine Turbinenschaufel 18, die in einem Gehäuse 28 angeordnet ist. Beim Betrieb der Vorrichtung fällt Stahlschrot 30, beispielsweise gehärtete Stahlkugeln eines Durchmessers von 1,8 mm, aus einer bestimmten Höhe entlang einer Fallinie 31 und trifft auf das Werkstück 18. Der Boden 32 des Gehäuses 28 dient zum Auffangen des Schrots, nachdem es vom Werkstück 18 abgesprungen ist, und zum Fortleiten des Schrots zur Unterseite eines Kübelförderers 34, der das Schrot wieder in den oberen Teil der Vorrichtung bringt. Eine Gleitbahn 36 am Ausgang des Kübelförderers 34 ist an eine obere Kammer 38 des Gehäuses 28 angeschlossen. In der oberen Kammer 38 befindet sich ein Gitter 40 in Form eines Lochbleches, durch das das Stahlschrot fallen muß, um in das Gehäuse 28 zu gelangen. Die Aufgabe des Gitters 40 ist es, das Schrot im wesentlichen auf die Geschwindigkeit Null zu bringen und es zu ermöglichen, daß das Schrot mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit abgegeben wird. Die Einzelheiten des Gitters sind weiter unten beschrieben. Ein Rüttler 42 ist an der oberen Kammer 38 befestigt und hilft dem Schrot, das Gitter 40 zu passieren; im allgemeinen ist dies jedoch nicht nötig. Das Gitter 40 ist senkrecht über dem Werkstück 18 montiert und so dimensioniert, daß das Werkstück 18 von dem Schrotstrom, der das Gitter verläßt, gleichmäßig bedeckt wird. Es ist aber auch denkbar, das Werkstück 18 in seitlicher Richtung unter einem kleineren Gitter hin- und herzubewegen. Das Gitter 40 ist in

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senkrechter Richtung verstellbar, so daß die Strecke des freien Falls zwischen der Unterseite des Gitters 40 und dem Werkstück 18 und damit die kinetische Energie des Schrots beim Auftreffen auf das Werkstück 18 verändert werden kann.

im oberen Teil des Gehäuses 28 ist eine Ablenkplatte 44 angeordnet. Sie ist in einem Zapfen 45 drehbar, so daß sie in den Schrotstrom 31 geschwenkt werden kann. Mit der Platte 44 kann so das Schrot auf seinem Weg zum Werkstück aufgefangen werden. Die Ablenkplatte 44 wird durch eine Antriebsvorrichtung, beispielsweise einem Zylinder 46, dann bewegt, wenn sie gebraucht wird. Wenn die Ablenkplatte 44 wie angedeutet in ihrer Betriebsstellung ist, wird das Schrot so, wie es ebenfalls angedeutet ist, abgelenkt. Statt der Linie 31 zum Werkstück zu folgen, bewegt sich das Schrot auf einem Weg, der am Werkstück 18 vorbeiführt.Die Ablenkplatte 44 könnte selbstverständlich irgendeine andere Gestalt haben, und das Schrot könnte zum Eingang des Kübelförderers 34 auf einem anderen Weg als durch das Gehäuse geführt werden. Das Bewegen der Ablenkplatte 44 bewirkt nicht, daß das Schrot auf dem Gitter 4 0 zurückgehalten wird. Dies wäre nur dann der Fall, wenn ein Schieber einfach die öffnungen auf der Unterseite des Gitters verschließen würde. Diese spezielle Ausbildung des Anmeldungsgegenstands ist nützlich, um eine Ansammlung von Schrot auf der Einlaßseite des Gitters 40 oder unterhalb des Gitters 40 zu vermeiden, wenn das Hämmern eines Werkstücks mit Schrot unterbrochen wird. In den Fällen, in denen andere Methoden angewandt werden, hat das Schrot, das als erstes das Werkstück erreicht, nicht die gleiche Energie und Geschwindigkeit wie das Schrot, das durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihrem kontinuierlichen Verfahren auf das Werkstück fällt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat jedes Schrotkorn, das das Werkstück trifft, stets die gleiche durch das

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Gitter 40 vorgegebene Energie.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung. Das Werkstück 18 ist mit seiner Schulter 22 in einem Werkstückhalter 48 mit einer Welle 50 befestigt. Die Welle 50 ist in einem Lager 52 drehbar gehalten. Das Lager 52 ist an dem Arm 54 der Werkstückhaltevorrichtung befestigt. Der Arm 54 ist in Zapfen 58 mit Hilfe eines Zylinders 56 drehbar. Wie man sieht, ist der Winkel zwischen dem Schrotfluß und der Werkstückwelle 50 positiv oder negativ veränderbar, wenn der Arm 54 gedreht wird. Mit der Welle 50 ist auch die Hauptachse 27 des Werkstücks 18 verstellbar. In Fig. 5 ist das Werkstück 18 in einer Stellung gezeigt, die sich aus einer negativen Drehung um seine Längsachse ergibt. Aus Fig. 5 kann man entnehmen, daß dadurch der Auftreffwinkel C des Schrots auf die Oberfläche der Turbinenschaufel vermindert wird, während gleichzeitig der Auftreffwinkel auf die Schulter erhöht wird. Auftreffwinkel sind per definitionem Winkel unter 90 Grad zwischen Werkstückoberfläche und Schrotstrahlrichtung. Wenn der Arm 54 geschwenkt wird, bewegt sich die Welle 50 in senkrechter Richtung. Um einen Austritt von Schrot aus dem Gehäuse 28 zu vermeiden, ist eine gleitbare Platte 60 vorgesehen, die die Welle 50 umgibt und eine Öffnung 61 in der Wand des Gehäuses 28 bedeckt.

Wie schon in der oben erwähnten auf einem ähnlichen Gebiet liegenden Anmeldung beschrieben, wird der Auftreffwinkel des Schrots auf das Werkstück üblicherweise innerhalb eines Bereichs von + 20 Grad verändert; in besonderen Fällen können jedoch auch größere Schwenkwinkel bis zu 45 Grad erwünscht sein.

Praktisch werden aber große Änderungen des Aufschlagwinkels nur dann gewünscht, wenn eine Fläche wie der Ubergangsbereich 24 oder die Oberfläche 26 des Schulterteils 22 ausreichend gehämmert werden soll. Wird das Werkstück stark

geschwenkt, ergeben sich für die Fläche des Schaufelteiles 20 nur geringe Aufschlagwinkel und damit kein wirkungsvolles Hämmern. --...:. .... -.- .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, wie Fig. 2 andeutet, für ein Drehen des Werkstücks 18 um seine Längsachse mit Hilfe der Welle 50 eingerichtet. Es sind zwei Arten Drehung vorgesehen. Die erste Art ist eine schwingende Bewegung, die durch ein exzentrisches Antriebssystem bewirkt wird. Dieses Antriebssystem ist in den Fig.. 3 und 4 gezeigt. Die zweite Art ist eine Drehung in einer Richtung-,- die eine volle Drehung des Werkstücks 18 erlaubt. Man-sieht, daß für die schwingende Bewegung ein,Motor 62 einen exzentrischen Arm antreibt, der seinerseits über den Zapfen 65 eine Verbindungsstange 66 hin- und herbewegt. Die Verbindungsstange verursacht eine schwingende Bewegung des Werkstücks 18 über einen Stift 69 und einen Kragen 68, der an der Welle 50 befestigt ist. Die Amplitude der schwingenden Bewegung des Werkstücks 18 kann verstellt werden.durch die Änderung des Abstands der Stifte 65, 69 von ihrem jeweiligen Drehpunkt. Die zweite Art der Drehung der Welle; 50 und des Werkstücks 18 wird bewerkstelligt durch die Verbindung der Welle 5.0 mit dem Kragen 68. Aus Fig., 4 ist zu ,ersehen, daß die . Welle 50 in den Kragen 68 eingesteckt und mit Stellschrauben 71 befestigt ist. Die Welle 5,0 _;ist mit zwei Sperr- ' klinken 73, die sich um 180 Grad gegenüberliegen,-versehen. Wenn die Stellschrauben 71 gelockert werden und die Welle um 180 Grad gedreht wird, wird die gegenüberliegende andere Seite des Werkstücks 18 dem Schrotstrom, ausgesetzt. Außerdem dreht der Motor 62 beim Betrieb der Vorrichtung das Werkstück 18 hin und her und setzt so die gesamte gekrümmte Oberfläche der Turbinenschaufel dem; Sphrotstrom aus. Wenn dann die eine Seite des Werkstücks 18 genügend gfehämmert ist, wird der Motor 62 angehalten, die.Welle 50 und das mit: ihr verbundene Werkstück 18 gedreht. Daraufhin wird die andere

Seite des Werkstücks gehämmert, wobei auch mit der schwingenden Bewegung fortgefahren werden kann. Selbstverständlich kann die Mechanik der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter verfeinert werden, um diese beiden Arten der Drehbewegung auszuführen.

Fig. 2 zeigt, um wieder auf das Gitter 4 0 zurückzukommen, eine einfache Platte mit öffnungen, beispielsweise ein Lochblech mit runden oder rechteckigen Ausnehmungen. In den Fig. 6 und 7 ist ein Gitter 40 a dieser Art, das aus einem runden Lochblech 76 hergestellt ist, näher gezeigt. Die öffnungen 78 müssen natürlich einen größeren Durchmesser aufweisen als die Schrotkugeln. Für Schrot mit Kugeln von 1,8 mm Durchmesser wurden Lochbleche benutzt, die runde öffnungen von etwa 6 mm hatten, wobei die Mittelpunkte der Löcher einen Abstand von etwa 7,5 - 9,0 mm hatten. Das Lochblech wies damit eine offene Fläche von 59 % der Gesamtfläche auf. Brauchbar erwies sich auch ein anderes Lochblech mit Löchern von 3,9 mm lichter Weite, einem Mittelpunktsabstand von 4, 7 mm und 6 2 % offener Fläche.

Wenn nur eine einzige Platte benützt wird und der Fluß der Schrotkugeln, die vom Kübelförderer geliefert wird, kleiner ist als der Schrotstrom durch das Gitter, gelingt es einigen Schrotkugeln, direkt durch die Löcher zu fallen, ohne erst das Lochblech 40 a zu berühren. Das bedeutet, daß diese einzelnen Schrotkugeln das Gitter 40 mit einer höheren Anfangsgeschwindigkeit verlassen. Dies ist aber unerwünscht, weil dadurch die Aufschlagenergie des Schrots auf dem Werkstück schwankt. Die eingangs erwähnte Patentanmeldung beschreibt die Abhängigkeit der Oberflächenbehandlung und der Oberflächenspannungen von der Masse des Schrots und seiner Geschwindigkeit. Die Vorausbestimmbarkeit von Sättigungszeiten ist wichtig für die Gleichmäßigkeit bei der Herstellung; die Sättigungszeit für irgendwelche

gegebenen Werte von Schrotmasse und Schrotgeschwindigkeit ist aber abhängig vom Massenfluß. Deshalb muß das Gitter einen gleichmäßigen Massefluß garantieren.

Deshalb verlangsamt das Gitter der erfindungsgemäßen Vorrichtung das gesamte Schrot, das durch das Gitter fließt, und versieht es mit einer niedrigen und verhältnismäßig gleichmäßigen Geschwindigkeit am Gitterausgang. Ein Weg, dies zu erreichen, wenn der Schrotfluß auf ein einziges Gitter oder eine einzige Platte den Durchlfuß des Schrots durch das Gitter oder die Platte übersteigt, ist, einen überlauf vorzusehen. Dies ist in Fig. 10 gezeigt. Dadurch wird eine konstante Füllhöhe H über der Lochplatte 40 c erreicht. Für die oben erwähnten Schrotkugelgrößen ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wichtig, daß der Schrotzulauf eine Füllhöhe von wenigstens 10 cm einhält. Versuche haben gezeigt, daß die Durchflußgeschwindigkeit von Schrotkugeln mit 1,8 mm Durchmesser durch eine einzelne Lochplatte, beispielsweise die oben angegebene Lochplatte mit den 6-mm-öffnungen, stark ansteigt, wenn der Zulauf unter bestimmte untere Werte sinkt. Offensichtlich nimmt dabei die Packungsdichte des Schrots ab und damit der Widerstand gegen die Bewegungsfähigkeit, die bei größerer Füllhöhe bewirkt werden. Für größere Füllhöhen des Zulaufs, nämlich im Bereich zwischen 10 und 30 cm, ergaben sich in der hier beschriebenen Anordnung keine Auswirkungen auf den Schrotfluß.

Eine andere Möglichkeit, die gewünschte Anfangsgeschwindigkeit zu erhalten, ist das Einbauen von Gittern in Form eines Labyrinths oder in Form von Stufen. Dies ist in den Fig. und 9 gezeigt. Das Gitter 40 b weist eine Reihe von fünf voneinander in einem Abstand und gegeneinander versetzt angeordnete Platten 80 bis 84 auf. Die Größe der Löcher in der Lochplatte kann entsprechend der Schrotkorngröße

gewählt werden. Zu Schrotkörnern von 1,8 nun Durchmesser passen Löcher mit 12 mm Durchmesser. Die Lochmitten haben einen Abstand von 15 bis 22 mm, die Platte hat eine offene Fläche von 36 % der Gesamtfläche. Die Platten sind 1,5 mm dick und sind in einem Abstand T von etwa 6 mm angeordnet. Die Versetzung A beträgt etwa 4 mm. Die Gesamtdicke des Gitters über alles beträgt etwa 32 mm. Der Wert der Versetzung kann in Größe und Richtung von dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel abweichen, aber er muß sicherstellen, daß das Schrot nicht direkt durch das Gitter fallen kann, sondern einem verschlungenen Zick-Zack-Kurs folgt. Auch die Zahl der Lochplatten, ihr genauer Anstand und ihre Dimensionierung kann, wenn diese Forderung erfüllt wird, etwas geändert werden. Für das vorliegende Ausführungsbeispiel wurden Lochplatten mit runden öffnungen vorgeschlagen; selbstverständlich können jedoch auch andere Arten von Lochplatten mit öffnungen, die eine vom Ausführungsbeispiel verschiedene Gestalt aufweisen, zum Realisieren der Erfindung verwendet werden.

Ein stufenförmiges Gitter ist ziemlich unempfindlich in bezug auf die Füllhöhe auf der ersten obersten Platte. Trotzdem sollte die Füllhöhe etwa Null sein. Dies wird dadurch erreicht, daß die Förderkapazität des Kübelförderers kleiner als der maximal mögliche Fluß durch das Gitter gehalten wird. Aus der Zeichnung ist klar ersichtlich, daß das Schrot ein Stufengitter nicht auf einem direkten Weg passieren kann. Die Schrotkörner müssen mindestens auf eine der drei letzten Platten treffen, dadurch wird die senkrechte Komponente ihrer Bewegung zu Null gemacht. Andererseits ist es aber auch klar, daß die Schrotkugeln, die auf und durch die letzte Platte fallen, notwendigerweise eine seitliche Geschwindigkeitskomponente haben. Man beobachtet sogar bei einer einzelnen Lochplatte, daß das Schrot eine seitliche Geschwindigkeitskomponente beim Verlassen des

Gitters hat, da das Schrot sich ja über die geschlossenen Flächen der Platte in die Löcher hinein seitlieh fortbewegen muß. Das Auftreten einer kleinen seitlichen Ge- . schwindigkeitskomponente im Schrot ist allerdings unbedeutend. Wenn ein gleichförmiger Schrotstrom vorgesehen wird, muß das Werkstück im SchroLytrom nicht seitlich versetzt werden, um eine gleichmäßige Bestrahlung zu erreichen, im Gegensatz zu einer solchen Notwendigkeit bei Verfahren, bei denen Reihen von Trichtern,verwendet werden oder bei denen der Schrotstrom kleiner als das Werkstück, ist. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Werkstückbereich etwa 0,15 m mal 1,5-m groß und umfaßt zwanzig nebeneinander liegende Schaufeln, wie eine in Fig. 3 gezeigt ist. Innerhalb einer solchen Werkstückzone wird ein gleichförmiger Schrotstrom benötigt, und dies wird durch ein Gitter bewirkt, dessen Fläche gleich groß wie die Fläche der Werkstückzone ist. -·

Berechnungen und Beobachtungen zeigten, daß die Anfangsgeschwindigkeit des Schrots im Bereich 0,22 bis 0,53 m/s schwankt, gemessen an der Stelle, wo der Schrotkornmittelpunkt die untere Ebene des Gitters passiert. Eine genaue Beobachtung zeigt, daß Schrot mit 1,8 mm Durchmesser, das verschiedene Öffnungen der Lochplatte mit 6-mm-öffnungen verläßt, sich etwa 0,125 m unterhalb der Platte vermischt. Dies ist in Fig. 6 skizziert. Daraus ergibt sich eine seitliche Geschwindigkeitskomponente von etwa 0,08 m/s. Die anfängliche seitliche Geschwindigkeit ist etwa 15 bis 35 % der anfänglichen senkrechten Geschwindigkeit. Wenn aber die seitliche Geschwindigkeit auf die Endgeschwindigkeit, also die Aufprallgeschwindigkeit, in der Größenordnung von 2,4 bis 7,8 m/s bezogen wird, beträgt.die seitliche Geschwindigkeitskomponente, die sich theoretisch nicht ändert, nur etwa 1 bis 3 %. Dies bedeutet, daß sie vernächlässigbar ist und daß das Schrot sich im wesentlichen entlang

einer mittleren Fallinie bewegt.

Das Stahlschrot, das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung benützt wird, hat einen Durchmesser im Bereich 1,0 bis 2,5 mm. Überlegungen zu den Materialkosten und den Liefermöglichkeiten führten auf Schrot mit einer tolerierten Abweichung von + 0,05 mm vom Nenndurchmesser. Die Partikel mit 1 bis 2,5 mm Durchmesser nehmen ein Volumen zwischen 0,52 und 8,2 mal 10 m³ ein und haben eine Masse zwischen

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4 und 64 mal 10 g. Die Masse eines Schrotpartikels schwankt, je nach seinem Durchmesser, bis zu + 17 % um die Nennmasse, ungeachtet der engen Durchmessertoleranz, von der oben ausgegangen wird. Der Fachmann sieht aber, daß die Massetoleranzen nichtsdestoweniger tatsächlich sehr eng sind.

Der typische Massenfluß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Größenordnung von 80 bis 110 kg/s/m² in der Werkstückzone, und aus diesem Massenfluß ergibt sich eine Sättigungszeit in der Größenordnung von 60 bis 600 Sekunden, je nach der Intensität des Hämmerns mit Schrot, der Schrotgröße, usw.

Der Abstand zwischen dem Gitter und dem Werkstück, nämlich die Fallhöhe h, bestimmt die Geschwindigkeit ν des Schrots

2 entsprechend der bekannten Gleichung ν = 2 gh. Fig. 11 zeigt die Geschwindigkeit für verschiedene Höhen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Für eine gegebene Schlagintensität benötigt kleineres Schrot eine größere Höhe, da der Hämmergrad eine Funktion der kinetischen Energie des Schrots beim Aufschlagen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Oberflächenbehandeln wird von verhältnismäßig grobem Schrot und von einer verhältnismäßig geringen Schlagintensität Gebrauch gemacht, wie es auch in der eingangs schon erwähnten Patentanmeldung beschrieben ist. Große

Schrotkugeln bedeuten, daß das Gitter verhältnismäßig dicht über dem Werkstück angeordnet werden muß, wenn mäßig niedere Schlagintensitäten angewandt werden.

Auf beiden Fällen gibt ca praktische Grenzen. Eine üu große Fallhöhe ist unpraktisch, wenn man die Abmessungen bedenkt. Fallhöhen über 3 bis 6 m dürften unpraktisch sein. Ein zu kleiner Abstand zwischen dem Gitter und dem Werkstück hat Schwankungen in der Schlagintensität zur Folge, und zwar wegen der unterschiedlichen Anfangsgeschwindigkeiten des Schrots und wegen Änderungen des wirksamen Abstands, die durch die Drehung des Werkstücks um seine Längsachse begründet sind. Für eine Fallhöhe von 0,3 m und eine Anfangsgeschwindigkeit des Schrots von 0,2 oder 0,5 m/s schwankt beispielsweise die Aufprallgeschwindigkeit um 2 %, bei einer Fallhöhe von 0,6 m beträgt die Schwankung weniger als 1 %.

Unter bezug auf Fig. 11 und unter Einrechnung der Schwankungen der Anfangsgeschwindigkeit und der Änderungen der Höhe des Werkstücks sollte eine Fallhöhe h von weniger als 0,6 m nicht angewandt und Fallhöhen von weniger als 0,3 m ganz vermieden werden. Der Fallhöhenbereich von 0,3 bis 6 m ergibt Auftreffgeschwindigkeiten von 2,5 bis 12 m/s. Der bevorzugte Fallhöhenbereich von 0 ,6 bis 3 m bewirkt Aufschlaggeschwindigkeiten von etwa 3,5 bis 8 m/s. Wie in den eingangs erwähnten Patentanmeldungen schon erwähnt, sind die angegebenen Geschwindigkeitsbereiche entscheidend für gute Ergebnisse, wenn gleichzeitig gehämmert und geglättet werden soll.

Analog zu den Toleranzen der Schrotkörnung kann zugelassen werden, daß die Aufprallgeschwindigkeit um etwa + 4 % schwanken darf. (Die zweite Potenz der Geschwindigkeit, die proportional zur Energie beim Aufprall ist, wird dann ent-

sprechend um etwa + 16 % schwanken.) Die Geschwindigkeit selbst ist natürlich unabhängig von der Schrotkörnung, sie wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich durch die Gittercharakteristiken und die Fallhöhe beeinflußt.

Mit den oben festgelegten Masse- und Geschwindigkeitstoleranzen und -bereichen findet man, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das Schrot Aufprallenergien im Be-

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reich von 0,2 mal 10 bis 12 mal 10 J mit einer Toleranz von + 25 % erreicht werden.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde teilweise schon in der bisherigen Beschreibung angegeben. Zusammenfassend kann das Folgende gesagt werden. Ein Werkstück wird in die Werkstückzone (Werkstückhalterzone, definiert als der Bereich, in dem sich das Werkstück mit dem Werkstückhalter bewegen darf und in dem es vom Schrot getroffen wird) durch eine in der Zeichnung nicht gezeichnete Tür auf einer Seite des Gehäuses eingesetzt.

Das Werkstück wird so positioniert, daß der Auftreffwinkel des Schrots in dem Bereich liegt, den Versuche als zum angemessenen Behandeln einer Oberfläche, beispielsweise der Oberseite 26 des Schulterbereichs 22, als angemessen erwiesen haben. Die Längsachse des Werkstücks kann während des Hämmerns gekippt werden, um den Auftreffwinkel zu verändern. In den meisten Fällen genügt jedoch bei einer Turbinenschaufel ein einziger fester Weinkel im Bereich von 5 bis 15 Grad zum Hämmern des Schaufelteils und des Übergangsbereichs .

Nach dem Einsetzen der Turbinenschaufel in das Gehäuse beginnt ihr Hin- und Herbewegen. Diese Bewegung liegt in der Größenordnung von 20 Schwingungen pro Minute bei einer Hämmerzeit von etwa 2 bis 3 Minuten pro Seite. Die

Auslenkwinkel und das zugehörige Verfahren sollten im Einklang mit den Lehren der US-Anmeldung mit der Anmeldungsnummer BM-O102, "Verfahren zum Hämmern von Turbinenschaufeln", liegen. Diese Anmeldung wird zum Gegenstand der vorliegenden Unterlagen gemacht. Normalerweise wird eine Turbinenschaufel um einen Winkel von etwa + 20 Grad gedreht.

Daraufhin wird der Kübelförderer gestartet und Schrot in die obere Kammer des Gehäuses transportiert. Das Schrot bewegt sich daraufhin durch das Gitter und fällt dann auf das Werkstück. Der Schrotstrom ist so groß, daß durch das Hämmern der gewünschte Sättigungsgrad in einer wirtschaftlich vertretbaren Zeit erreicht wird. Schrotstromwerte, die zu hoch sind, sollten vermieden werden, da "weiße Flecken" zu geringer Behandlung im mittleren Bereich des Werkstücks die Folge sein können. Solche weißen Flecken werden durch gegenseitige Beeinflussung einzelner Schrotkörner bei ihrem Versuch, von der Werkstückoberfläche wegzuspringen verursacht.

Der Vorgang des Hämmerns wird so lange fortgesetzt, bis ein Versuch zeigt, daß das Werkstück die gewünschte Oberflächengüte erreicht hat. Danach wird die Ablenkplatte eingeschwenkt, um den Schrotstrom zum Werkstück zu stoppen, und das Werkstück schnell um 180 Grad aus einer ursprünglichen Lage geschwenkt, um seine zweite Seite dem Schrotstrom aussetzen zu können. Der Schrotstrom wird während dieses Drehens deshalb abgelenkt, um ein unerwünschtes Aufschlagen von Schrot auf die empfindlichen Kanten 19, 19' der Turbinenschaufel zu vermeiden. Sobald das Werkstück umgedreht ist, wird die Ablenkplatte wieder ausgeschwenkt,und der Schrotstrom beginnt wieder entlang der Hauptstrahlrichtung zu fließen. Selbstverständlich könnte man, statt eine Ablenkplatte zu benützen, den Kübelförderer anhalten, auch dies würde den Schrotstrom stoppen. Die Ablenkplatte jedoch garantiert eine schnellere und wirkungsvollere Verfahrens-

weise und verhindert, daß möglicherweise zufällig einige Schrotpartikel auf das Werkstück fallen und es möglicherweise zerstören. Die Ablenkplatte kann anders als hier beschrieben gestaltet sein, sie könnte auch woanders angeordnet sein, um ihre beschriebene Aufgabe zu erfüllen. Im Rahmen des Erfindungsgedankens liegt es auch, daß die Ablenkplatte das Gehäuse völlig abschließt, um den Schrotfluß zu stoppen. Dadurch wird allerdings Schrot auf der Ablenkplatte unterhalb des Gitters angesammelt. Die Ablenkplatte muß dann langsam geöffnet werden, damit es dem angesammelten Schrot ermöglicht wird, ohne das Werkstück direkt zu berühren durch das Gehäuse zu fallen, und um die Wiederaufnahme eines kontinuierlichen Schrotstroms zu ermöglichen. Wenn dies erreicht ist, wird die Ablenkplatte voll geöffnet.

Nach einer gewissen Zeit, die etwa der Bearbeitungszeit für die erste Seite des Werkstücks entspricht, wird der Schrotfluß wieder mit Hilfe der Ablenkplatte oder durch ein Anhalten des Förderers unterbrochen. Das Werkstück wird dann aus dem Werkstückhalter entnommen, ein neues Werkstück wird an seiner Stelle eingesetzt.

Aus dem bisher dargelegten kann man entnehmen, daß das Schrot im wesentlichen entlang einer mittleren Fallinie senkrecht fällt, abgesehen von einer kleinen seitlichen Komponente, die in ihrer Bedeutung immer mehr verschwindet, da die Fallgeschwindigkeit bei Annäherung an das Werkstück immer mehr ansteigt. Daß die erfindungsgemäße Vorrichtung es möglich macht, daß das Schrot mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit entlang einer geraden Fallinie fällt, ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung. Dieser Umstand stellt berechenbare Energiewerte und, im Fall von Schrotkugeln gleicher Abmessungen, gleichförmige Energiewerte sicher. Die Erdbeschleunigung wurde als das bevorzugte

Mittel für die Beschleunigung des Schrots angegeben. Andere Mittel zum gleichmäßigen Beschleunigen des SchroLs sind jedoch nicht ausgeschlossen. Dazu können mechanische Anordnungen,wie beispeilsweise Schleudervorrichtungen oder speziell konstruierte rotierende Schleudern (wobei bekannt ist, daß gleichmäßige Geschwindigkeiten bei kommerziellen Schleudern nicht zu erwarten sind) oder magnetische Vorrichtungen,benützt werden.

Um ein gleichmäßig gutes Hämmern gemäß der Erfindung zu erreichen, muß die Vorrichtung so konstruiert sein, daß das Schrot während des Bearbeitungsprozesses nicht beschädigt wird. Um dies zu erreichen, sollten die Innenseiten des Gehäuses mitthermoplastischem Material überzogen sein, um die Stöße der Schrotkugeln abzufangen, insbesondere derjenigen, die am Werkstück vorbeifliegen. Auch der Kübelförderer und die anderen Mittel im Kreislauf des Schrots sollten so ausgebildet sein, daß sie die Schrotkörner nicht beschädigen. Die Gleichmäßigkeit des Hämmerns mit Schrot innerhalb der Vorrichtung kann überwacht werden durch ein geeignetes Meßinstrument, das die Intensität des Hämmerns messen kann. Die US-Patentanmeldung Nr.

"Gerät zum Messen der Intensität des Hämmerns mit Schrot" beschreibt ein Gerät, das geeignet ist, fortlaufend die Intensität eines Hämmervorgangs mit Schrot an vielen Punkten innerhalb einer großen Hämmerzone eines Werkstücks zu messen. Ein solches Gerät ist besonders nützlich in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Claims

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Patentansprüche

f 1./Vorrichtung zum Hämmern eines Werkstücks mit Schrot mit einem Gehäuse, das cn ti any einer Kai linie wich bciwey ende s Schrot enthält, mit Mitteln, die das Schrot an seinen Ausgangspunkt zurückbringen, und mit einem Werkstückhalter, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und das Werkstück in einer Werkstückzone im Schrotstrom hält, gekennzeichnet durch Mittel zum Einfallenlassen des Schrots in das Gehäuse mit einer geringen senkrechten Geschwindigkeit aus einer Vielzahl von Öffnungen, die senkrecht über der Werkstückzone angeordnet sind, um das fallende Schrot durch die Erdschwere in Richtung auf das Werkstück zu beschleunigen, wobei die Mittel zum Fallenlassen dem Schrot eine kleine seitliche Geschwindigkeitskomponente erteilen und das Schrot, das aus der Vielzahl der punktförmig verteilten Öffnungen fällt, zu einem im wesentlichen gleichförmigen Schrotstrom vermischen, so daß das Werkstück von dem Schrot ohne das Erfordernis einer seitlichen Verschiebung desselben gleichmäßig getroffen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen bewegbaren Werkstückhalter zum Positionieren des Werkstücks derart, daß die Längsachse des Werkstücks quer zur Fallinie des Schrots liegt, und durch Mittel zum Hin- und Herdrehen des Werkstücks um seine Längsachse.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verändern des Winkels zwischen der Fallinie des Schrots und der Längsachse des Werkstücks Mittel zum Neigen der Längsachse des Werkstücks vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Fallenlassen des Schrots in eine Kammer vorgesehen sind, die wenigstens eine Lochplatte umfassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Fallenlassen des Schrots eine waagrecht angeordnete Lochplatte enthalten, wobei die seitliche Bewegung des Schrots auf der oberen Fläche der Lochplatte eine gewünschte seitliche Anfangsgeschwindigkeitskomponente bewirkt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte zum Verändern des Abstands, die das Schrot zwischen der Lochplatte und der Werkstückzone durchfällt, in senkrechter Richtung verstellbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schützen des Werkstücks vor Schrotaufschlag ohne Unterbrechung des Schrotflusses durch das Gitter Mittel zum Ablenken des Stroms aus seiner Fallinie vorgesehen sind. ·,
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Fallenlassen des Schrots eine Reihe von Lochplatten umfassen, die jeweils in einem Abstand voneinander angeordnet und deren Löcher gegeneinander versetzt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermeiden einer Anhäufung von Schrot oberhalb der Mittel zum Fallenlassen des Stroms die Mittel zum Rücktransport des Stroms eine Förderkapäzität aufweisen, die nicht größer als die Durchlaßkapazität der Mittel zum Fallenlassen des Schrots ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Konstanthalten der Füllhöhe des Schrots auf der Zuflußseite der Lochplatte vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte zum Durchlaß von Schrotkugeln mit 1 bis 2,5 mm Durchmesser ausgebildet ist und Mittel zum Konstanthalten der Füllhöhe des Schrots in einem Bereich von 10 bis 30 cm vorgesehen sind.