DE1430719B2 - Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungselementen auf Metallblechflächen einer Karosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungselementen auf Metallblechflächen einer Karosserie mit einer Schweißpistole, die aus einer Ausgangsstellung an die Metallblechfläche der Karosserie heran- und wieder in ihre Ausgangsstellung zurückführbar ist.

Bisher war es üblich, um Kraftfahrzeugkarosserien mit Zierleisten oder Zierstücken zu versehen, die an der Karosseriewand mit Schrauben, Bolzen oder anderen Befestigungsmitteln befestigt werden sollten, öffnungen oder Löcher in die Karosseriewand zu bohren oder zu stechen und die Befestigungsmittel in die Löcher einzusetzen, um dann die Zierleiste am Fahrzeug zu befestigen. Es war gewöhnlich erforderlieh, Dichtungen an diesen Punkten anzubringen, um ein Lecken zu verhindern. Die Löcher oder öffnungen bildeten auch Roststellen, und sobald einmal das Rosten anfing, breitete es sich so aus, daß die Karosseriewand unschön aussah und allmählich verfiel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schweißen von Befestigungselementen auf Metallblechflächen zu schaffen, die in mehreren Ebenen Schweißungen durchführen kann, und bei der die einzelnen Schweißelektroden individuell steuerbar sind. Außerdem müssen noch die jeweils anzuschweißenden Befestigungselemente selbsttätig zuführbar sein. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer Haltevorrichtung eine Anzahl von Schweißpistolen befestigt sind, daß jede Schweißpistole für sich in der Längsrichtung der Haltevorrichtung durch eine Klemmvorrichtung beliebig positionierbar und mit Antriebsmitteln versehen ist, mittels denen die Schweißpistolen relativ zur Haltevorrichtung auf die 'Metallblechfläche vorschiebbar sind, um ein Befestigungselement zu positionieren, das über einen Zufuhrkanal, in dem die Befestigungselemente gestapelt sind, jeweils dem Futter der Schweißpistole zugeführt und daß der elektrische Strom für die fSchweißpistolen durch eine Steuereinrichtung geliefert wird.

Auf diese Weise kann eine gemäß der Erfindung aufgebaute Vorrichtung zum Anschweißen von Befestigungselementen im Rahmen eines Fließbandes vollautomatisch gesteuert werden.

Wenn auch in dem deutschen Gebrauchsmuster 1 678 993 eine Befestigungsvorrichtung für Zierleisten beschrieben ist, so ist an dieser Stelle nur etwas darüber ausgesagt, wie die Zierleiste auf einem glatten Nagel oder Stift festgeklemmt werden kann. Es ist aber nichts über das Anschweißen der glatten Nägel oder Stifte auf dem Karosserieteil in dieser Literaturstelle ausgesagt.

Wenn es auch weiterhin im Rahmen der sogenannten Buckelschweißung bekannt ist, eine Vielzahl von Punktschweißungen gleichzeitig durchzuführen, so ist diese Schweißart auf die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe auch nicht anwendbar. Bei der sogenannten Buckelschweißung werden aus dem einen der beiden zu verschweißenden Bleche zunächst buckeiförmige Kugelkalotten herausgedrückt, damit sich die zu verschweißenden Stellen möglichst gut berühren, und erst dann, wenn die Schweißelektroden beim Schweiß Vorgang selbst auf die Bleche eingewirkt haben, werden die Bleche wieder eben. Bei einer solchen Schweißmaschine tritt weder das Problem des Nachführens von Befestigungselementen, noch das des Schweißens in verschiedenen Ebenen auf.

Auch mit den sogenannten Lichtbogenbolzenschweißgeräten, die das gleichzeitige Anschweißen mehrerer Bolzen bewirken, ist das der Erfindung zugrunde liegende Problem nicht lösbar, weil hier die Schweißköpfe über einen gemeinsamen Hub- und Antriebskolben an das Werkstück heran- und wieder in die Ausgangslage zurückführbar sind, ohne in verschiedenen Ebenen zu arbeiten.

Gemäß einer Weiterbildung kann zum Festlegen der Haltevorrichtung in der jeweils gewünschten Lage relativ zu der Karosserie eine Festlegungseinrichtung vorgesehen sein, mit der die Haltevorrichtung in einer durch die Anordnung und Lage der Schweißpistolen bestimmten Stellung relativ zur Karosserie festlegbar ist.

Weiterhin kann die Festlegungseinrichtung an der

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Karosserie vorteilhaft selbst angreifen. Die Festle- Jede der Schweißpistolen 28 ist unabhängig auf

gungseinrichtung kann aus wenigstens zwei in die dem Halter 24 montiert, so daß sie sich auf die Ka-

Karosserie einhakenden Klemmen und diesen zu- rosserieplatte 30 zu und von dieser weg bewegen

geordneten Paßblöcken oder Abstandshaltern beste- kann. Gemäß F i g. 3 bis 6 kann das dadurch erreicht

hen. Die Festlegungseinrichtung kann auch aus we- 5 werden, daß jede Pistole 28 auf einen Block 32 mit

nigstens zwei Paßblöcken bestehen und Elektroma- einem Blechband 34 od. dgl. befestigt werden kann,

gnete aufweisen. der den Pistolenkörper umfaßt, um ihm auf dem

Mit einer gemäß der Erfindung aufgebauten Vor- Block zu halten. Eine Bettplatte 36 ist an den Halter richtung können die einzelnen Schweßpistolen sehr 24 mit Klemmitteln befestigt, die aus zwei Armen 38 schnell wieder einsatzfähig sein, d. h. mit einem io und 40 bestehen, die, wie bei 42, an die Platte angeneuen Befestigungselement bestückt werden. Außer- bolzt und mittels einer Mutter und eines Bolzens 44 dem können die einzelnen Schweißpistolen zu ihrem miteinander verbunden sind. Eine Lockerung der Halter, der sie an die zu bearbeitende Fläche heran- Mutter und des Bolzens 44 ermöglicht es, daß die führt, sowohl in der Längsrichtung als auch in der Platte 38 und die Pistole 28 in Längsrichtung des Querrichtung verschiebbar sein, um jeweils entspre- 15 Halters 24 neu eingestellt werden, und durch Festziechend der gewünschten Type die Bearbeitung durch- hen der Mutter und des Bolzens werden die Arme 38 zuführen. Schließlich können auch alle Schweißpisto- und 40 um Halter 24 geklemmt, so daß die Pistole in len im gewünschten Arbeitstakt steuerbar sein, damit ihrer Lage festgehalten wird.

die einzelne Karosserie innerhalb des vorgegebenen Der Block 32 ist fest an einem trapezförmigen

Zeitintervalls auf dem Fließband weiterbewegt wer- 20 Schlitten 46 befestigt, der beweglich auf der Platte 36

den kann. zwischen zwei Führungen 48 und 50 liegt, die bei-

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung spielsweise mit Schrauben 52 (vgl. Fig. 6) an. der

in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In Platte befestigt sind. Block 32 bildet einen Druckmit-,

der Zeichnung zeigt telzylinder 54 mit einem Kolben 56, der an eine vor-

F i g. 1 eine Seitenansicht einer üblichen Kraftfahr- 25 stehende Kolbenstange 58 angeschlossen ist. Die

zeugkarosserie, die auf einem Förderer gefördert Kolbenstange 58 greift durch eine Endplatte 60, die

wird, und längs des Förderers erfindungsgemäß an- von der Bettplatte 36 nach oben steht, und wird mit

geordnete Vorrichtungen, Verriegelungsmuttern 62 an einer Bewegung gehin-

Fig.2 eine scheinatische Aufsicht auf eine erfin- dert. Eine Schraubenfeder64 im Zylinder54 wirkt dungsgemäße Vorrichtung mit den Schweißpistolen 30 auf den Kolben 56, so daß der Block 32 und die Pirn der Lage, in der Befestigungselemente an eine stole 28 auf die Endplatte 60 zu gedrängt werden. Wand einer Kraftfahrzeugkarosserie angeschweißt Wenn der Kolben 56 mit der Stange 58 stationär gewerden können, halten wird, wird die Pistole 28 und der Block 32

F i g. 3 eine Seitenansicht einer solchen Schweißpi- nach rechts, gesehen in F i g. 3 und 4, verschoben,

stole mit der Pistole in einer Lage, in der sie auf die 35 wenn der Zylinder 54 über Leitung 66 unter Druck

Fläche der Kraftfahrzeugkarosserie zu bewegt wer- gesetzt wird, diese Verschiebung erfolgt unter Füh-

den kann, rung des Schlittens 46 in den Führungen 48 und 50.

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht der Pi- Wenn der Druck im Zylinder 54 nachläßt, holt die

stole in der Schweißlage, Feder 64 den Block und die Pistole nach links, gese-

F i g. 5 eine Teilaufsicht auf die Schweißpistole 40 hen in F i g. 3 und 4, zurück,

nach F ig. 3 und4 in der vorderen Lage, Das vordere Ende der Schweißpistole 28 zeigt

F i g. 6 eine rückwärtige Ansicht der Schweißpi- einen Befestigungselement-Halter oder ein Futter 68,

stole nach F i g. 3 und 4, in d_em ein eindringendes Befestigungselement 70 lös-

F i g. 7 eine Seitenansicht eines eindringenden Be- bar gehalten werden kann, wie in F i g. 3 und 4 dar-

festigungselementes, wie es an der Wandfläche einer 45 gestellt. An der Bettplatte 36 ist ein Block 74 mit

Kraftfahrzeugkarosserie angebracht wird, und Bolzen od. dgl. befestigt, von dem ein Zufuhrkanal

F i g. 8 eine schematische Darstellung einer erfin- 76 nach oben hervorsteht. Der Zufuhrkanal 76 hat

dungsgemäßen Vorrichtung zur Veranschaulichung einen solchen Aufbau, in diesem Falle einen rechtek-

der Steuerschaltung. , kigen, daß ein Stapel eindringender Befestigungsele-

In F i g. 1 ist eine übliche Kraftfahrzeugkarosserie 50 mente 70 gemäß Figur aufgenommen werden kann.

20 dargestellt, die von einem Fördermechanismus 22 Einander gegenüberliegende Seiten des Kanals 76

getragen wird, auf dem die Karosserien zur Endbe- sind am unteren Ende, wie bei 78, offen, um eine

handlung geführt werden, wie in der Kraftfahrzeug- Anpassung an das Spannfutter 68 der Schweißpistole

Industrie üblich. In der Nähe des Förderers 20 ist 28 zu ermöglichen. Wenn sich die Schweißpistole 28

ein Halteelement 24 angeordnet, das, wie dargestellt, 55 in der zurückgezogenen Lage befindet, ist das Futter

mit Ketten 26 von einem oben liegenden Halter 68 vom Kanal 76 zurückgezogen, so daß ein Befesti-

od. dgl. (nicht dargestellt) herabhängen und auf die gungselement 70 auf den Boden des Kanals herunter-

Karosserie 20 zu und von dieser weg bewegt werden fallen kann, so daß es mit dem Futter ausgefluchtet

kann, und sich ebenso parallel zum Förderer 22 be- ist. Wenn sich die Schweißpistole nach vorne bewegt,

wegen kann. Der Zweck dieser Anordnung ergibt 60 bewegt sich auch Futter 68 und umfaßt das Befesti-

sich aus der folgenden Beschreibung. gungselement 70, bis das vordere Ende des Futters

Gemäß F i g. 2 sind auf dem Halter 24 eine Anzahl an die Basis 80 des Befestigungselementes zur An-

Schweißpistolen 28 montiert, deren Längsachsen sich lage kommt. Nachgiebige Federklips 82, die am Ka-

im allgemeinen quer zum Halter erstrecken, und de- nal 76 befestigt sind, sind vorgesehen, um das Befe-

ren vordere oder Schweißenden der Oberfläche einer 65 stigungselement daran zu hindern, aus dem Kanal

Wand 30 der Karosserie gegenüberliegen. Die herauszufallen, wenn sich das Futter nach vorne be-

Schweißpistolen selbst sind in üblicher Weise aufge- wegt in die Lage gemäß F i g. 3, wo das Befestigungs-

baut und stellen selbst keinen Teil der Erfindung dar. element im Futter dargestellt ist, bereit, auf die Me-

tallblechfläche 30 der Karosserie zu geführt zu werden.

Wie in F i g. 4 gezeigt, läuft die Pistole vorwärts, bis die Basis 80 des Befestigungselementes 70 an der Karosserieplatte 30 anstößt, so daß die Teile sich in der Schweißlage befinden. Durch die Leitung 84 wird dann Schweißstrom an die Pistole 28 geliefert. Der Schweißstromkreis verläuft durch die Pistole 28 zum Befestigungselement 70 und der Metallplatte 30, die geerdet ist, um den Kreis zu schließen. Ein Stoppelement 86 ist vorgesehen, das vom vorderen Ende der Schweißpistole 28 hervorsteht und ein isoliertes Ende 88 aufweist, das an der Karosseriewand 30 anliegt, wenn die Pistole vorgeschoben wird und das Befestigungselement mit der Wand. 30 in Berührung bringt, •so daß die Lage der Pistole 28 während des Anschweißens des Befestigungselementes an die Platte festgelegt wird. Wenn das Pistolenfutter 68 sich leicht während jedes Schweißzyklus gegen den Pistolenkörper verschiebt, um einen Lichtbogen zwischen den zusammenzuschweißenden Teilen zu zünden, verhindert der Anschlag 86 eine Bewegung der Pistole 28.

F i g. 8 zeigt schematisch eine Schaltung zur Steuerung des Betriebes der Schweißpistolen 28. Nur eine Pistole ist der Einfachheit halber dargestellt. Druckluft oder ein anderes Druckmittel von einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle wird Ventil 90 über Leitung 92 zugeführt, das vorzugsweise spulenbetätigt ist. Der Ventilauslaß ist mit Leitung 66 verbunden, die zum Zylinder 54 an der Pistolenanordnung 28 führt. Beim Öffnen des Ventils 90 wird Zylinder 54 unter Druck gesetzt, so daß die Schweißpistole auf die Karosseriewand 30 zu geschoben wird. Elektrischer Strom wird von einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle an eine Hauptsteuerung 94 durch Leitung 96 geführt und fließt von dort durch Leitung 84 zu den Schweißpistolen 28. Die Steuerung 94 enthält einen Transformator und andere elektrische Verbindungen, die gewöhnlich bei tragbaren Schweißpistolen verwendet werden, und braucht deshalb nicht näher beschrieben zu werden. Sie enthält jedoch außerdem einen druckbetätigten Schalter 98, der mit der Druckluftversorgung durch die Zweigluftleitung 100 verbunden ist. Der zur Betätigung des Schalters 98 erforderliche Druck ist größer als der normale Druck, der durch Leitung 66 zugeführt wird, um Pistole 28 zu verschieben.

Wenn die Pistole vorgeschoben wird und das Befestigungselement 70 und den Anschlag 86 zur Anlage an der Karosseriewand 30 bringt, wird eine weitere Bewegung der Pistole verhindert, und im Zylinder 54 (vgl. Fig. 4) und in Leitung66 baut sich Druck auf. Dadurch wächst der Druck in Leitung 100 gegen Schalter 98 an, so daß der Schalter betätigt und der Kreis durch Leitung 84 geschlossen wird und damit Schweißstrom an die Pistole 28 geliefert wird. Der Hauptschalter 102 ist vorgesehen, um das Spulenventil 90 zu erregen und den Zyklus einzuleiten. Beim Schließen des Schalters 102 öffnet also Ventil 90 und verschiebt die Pistole 28, und sobald Anschlag 86 und Befestigungselement 70 an der Platte 30 anliegen, wird durch den sich aufbauenden Druck in Leitung 100 der Schalter 98 geschlossen, wodurch Schweißstrom an die Pistole geliefert wird, um den Schweißzyklus anlaufen zu lassen. Beim öffnen des Schalters 102 wird Ventil 90 entlüftet, so daß Leitungen 66 und 100 drucklos werden, wodurch die Pistole 28 von der Platte 30 zurückgezogen und Schalter 98 geöffnet wird, so daß der Schweißstrom unterbrochen wird. Schalter 102 kann ein Zeitverzögerungs-Steuerschalter üblicher Bauart sein, der nach einer vorgegebenen Zeitspanne wieder öffnet. Bei dieser Beschreibung wurde nur die Steuerung einer einzigen Schweißpistole betrachtet; offensichtlich kann jedoch die Steuervorrichtung 94 so aufgebaut werden, daß eine Vielzahl von Schweißpistolen gleichzeitig gesteuert wird; es ist nur erforderlich, einen Druckschalter wie 98 für jede Pistole vorzusehen, die alle durch den Druckmitteldruck geschlossen werden müssen, ehe Strom an die Pistolen geliefert wird.

Sobald eine Kraftfahrzeugkarosserie 20 auf Förderer 22 in die Station eintritt, an der der Halter 24 angeordnet ist, kann der Halter mittels geeigneten Klemmen 110 und 112, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, an den Körper geklammert werden. Vom Halter 24 stehen Paßblöcke 114 vor, die an der Karosseriewand 30 anliegen, um den Halter richtig gegenüber der Oberfläche anzuordnen, an die die Befestigungselemente angeschweißt werden* sollen. Die Befestigung des Halters 24 an der Karosserie 20 kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden, beispielsweise indem die Paßblöcke 114 mit Elektromagneten versehen werden, die erregt werden, wenn der Halter sich in der richtigen Lage relativ zu den Karosserieflächen 30 befindet. Der wesentliche Punkt ist, daß der Halter 24 in einer vorgegebenen Lage positioniert und gehalten wird, so daß die Befestigungselemente an den gewünschten Punkten an die Karosseriewand angebracht werden, und die Klemmen 110 und 112 sowie die Blöcke 114 sind als eine Möglichkeit zur Erreichung dieses Zweckes dargestellt.

Wenn die Karosserie weiter längs Förderer 22 läuft, bewegt sich auch der Halter 24 damit, weil er von einem geeigneten, nicht dargestellten Laufglied od. dgl. von oben gehalten wird. Wenn der Halter 24 in seiner Lage festgelegt ist, wird Schalter 102 (F i g. 8) geschlossen, öffnet Ventil 90 und setzt die Zylinder 54 in jeder Schweißpistole 28 unter Druck, so daß die Pistolen auf die Karosseriewand 30 zu geschoben werden. Wenn die Anschläge 86 und die Befestigungselemente 70 an der Wand 30 (F i g. 5) anliegen, baut in sich in jeder Leitung 100 Druck auf, so daß die Schalter 98 betätigt werden, um den elektrischen Kreis zu schließen und die Schweißpistolen 28 im wesentlichen gleichzeitig zu erregen. Weil die Karosserie 30 geerdet ist, fließt Strom durch die Pistolen 28, die Befestigungselemente 70 und die Platte 30, so daß die Befestigungselemente an die Platte angeschweißt werden. Schalter 102 wird dann geöffnet, so daß Ventil 90 entlüftet wird, um Leitungen 66 und 100 drucklos zu machen, so daß Schalter 98 öffnet und den Schweißstrom unterbricht und gleichzeitig die Pistolen 28 sich von der Karosseriewand 30 unter der Wirkung der Federn 64 zurückziehen können.

Jede Schweißpistole 28 hat im allgemeinen üblichen Aufbau, wobei der Befestigungselement-Halter oder das Futter 68 relativ zum Pistolenkörper verschiebbar ist. Wenn die Pistole 28 erregt wird, zieht sich der Halter 68 zunächst leicht zurück, so daß das Befestigungselement 70 von der Karosseriewand 30 weggenommen wird, um zwischen diesen beiden Teilen einen Lichtbogen zu zünden, der die beiden zu-

sammenzuschweißenden Flächen schmilzt. Dann wandert der Halter 68 nach vorne und taucht die Basis 80 des Befestigungselementes 70 in die geschmolzene Metallache auf der Wand 30, um die Schweißung zu vervollständigen. Während diesem Schweißzyklus hält der Anschlag 84 den Körper der Schweißpistole 28 in festem Abstand von der Karosseriewand 30.

Sobald der Schweißvorgang beendet ist und die Schweißpistolen 28 von der Karosseriewand 30 zurückgezogen worden sind, wird der Halter 24 von der Karosserie 20 getrennt, indem die Klemmen 110 und 112 freigegeben werden, und die Vorrichtung wird in ihre ursrüngliche Lage am Förderer 22 zurückgeführt, wo sie die Ankunft der nächsten Karosserie im Förderer erwartet. Der Halter wird dann an der nächsten Karosserie 20 befestigt, und die obigen Schritte werden für diese Karosserie wiederholt.

Es ist in der Kraftfahrzeugindustrie üblich, für das gleiche Kraftfahrzeug verschiedene Karosseriearten vorzusehen, die unterschiedliche Zierleisten u. dgl. aufweisen. Diese Karosserien in verschiedenen Ausführungsformen können auf dem gleichen Förderband laufen, und es ist deshalb erforderlich, die Befestigungselemente an den Karosseriewänden in verschiedenen Anordnungen zu befestigen, um den verschiedenen Zierleisten Rechnung zu tragen. So kann eine getrennte Vorrichtung für jede Karosserieausführung am Förderband vorgesehen werden, jede aus einem Halter 24 mit entsprechend der speziellen Karosserie angeordneten Schweißpistolen 28. Darüber

ίο hinaus kann selbstverständlich mehr als eine einzige Schweißvorrichtung für jede Karosserieausführung vorgesehen werden, so daß Befestigungselemente an alle Oberflächen einer Karosserie angebracht werden können. Beispielsweise können getrennte Halter mit Schweißpistolen auf jeder Seite der Karosserie vorgesehen sein, und zusätzliche Einheiten für die Haube und den Koffer. Die Erfindung ist also nicht auf das Anbringen von Befestigungselementen an die vertikalen Seitenwände der Karosserie beschränkt, wie in

ao der Zeichnung dargestellt.

Schutz wird nur für eine Vorrichtung im Rahmen der Patentansprüche begehrt. __

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 525/Π3

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungselementen auf Metallblechflächen einer Karosserie mit einer Schweißpistole, die aus einer Ausgangsstellung an die Metallblechfläche der Karosserie heran- und wieder in ihre Ausgangsstellung zurückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Haltevorrichtung (24) eine Anzahl von Schweißpistolen (28) befestigt sind, daß jede Schweißpistole (28) für sich in der Längsrichtung der Haltevorrichtung (24) durch eine Klemmvorrichtung (44) beliebig positionierbar und. mit Antriebsmitteln (46, 48, 50) versehen ist, mittels denen die Schweißpistolen (28) relativ zur Haltevorrichtung (24) auf die Metallblechfläche vorschiebbar sind, um ein Befestigungselement (70) zu positionieren, das über einen Zufuhrkanal (76), in dem die Befestigungselemente (70) gestapelt sind, jeweils dem Futter (68) der Schweißpistole zugeführt und daß der elektrische Strom für die Schweißpistolen durch eine Steuereinrichtung geliefert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festlegen der Haltevorrichtung (24) in der jeweils gewünschten Lage relativ zu der Karosserie eine Festlegungseinrichtung (110, II25 114) vorgesehen ist, mit der die Haltevorrichtung (24) in einer durch die Anordnung und Lage der Schweißpistolen (28) bestimmten Stellung relativ zur Karosserie festlegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungseinrichtung (110, 112, 114) an der Karosserie (20) selbst angreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungseinrichtung aus wenigstens zwei in die Karosserie einhakenden Klemmen (110, 112) und diesen zugeordneten Paßblöcken (114) oder Abstandshaltern besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegungseinrichtung aus wenigstens zwei Paßblöcken (114) besteht, die Elektromagnete aufweisen.