DE1430719C3 - Vorrichtung zum Anbringen von Befestigungselementen auf Metallblechflächen einer Karosserle - 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 erforderlich, 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 Schweißpistolen 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 Schweißvorgang 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 Festlegtingseinrichlun« an der

Karosserie vorteilhaft selbst angreifen. Die Festlegungsein richtung kann aus wenigstens zwei in die Karosserie einhakenden Klemmen und diesen zugeordneten Paßblöcken oder Abstandshaltern bestehen. Die Festlegungseinrichtung kann auch aus wenigstens zwei Paßblöcken bestehen und Elektromagnete aufweisen.

Mit einer gemäß der Erfindung aufgebauten Vorrichtung können die einzelnen Schweßpistolen sehr schnell wieder einsatzfähig sein, d. h. mit einem neuen Befestigungselement bestückt werden. Außerdem können die einzelnen Schweißpistolen zu ihrem Halter, der sie an die zu bearbeitende Fläche heranführt, sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung verschiebbar sein, um jeweils entsprechend der gewünschten Type die Bearbeitung durchzuführen. Schließlich können auch alle Schweißpistolen im gewünschten Arbeitstakt steuerbar sein, damit die einzelne Karosserie innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls auf dem Fließband weiterbewegt werden kann.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer üblichen Kraftfahrzeugkarosserie, die auf einem Förderer gefördert wird, und längs des Förderers erfindungsgemäß angeordnete Vorrichtungen,

F i g. 2 eine schemätische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Schweißpistolen in der Lage, in der Befestigungselemente an eine Wand einer Kraftfahrzeugkarosserie angeschweißt werden können,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer solchen Schweißpistole mit der Pistole in einer Lage, in der sie auf die Fläche der Kraftfahrzeugkarosserie zu bewegt werdenkann,

Fig.4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht der Pistole in der Schweißlage,

Fig. 5 eine Teil aufsieht auf die Schweißpistole nach F i g. 3 und 4 in der vorderen Lage,

F i g. 6 eine rückwärtige Ansicht der Schweißpistole nach F i g. 3 und 4,

F i g. 7 eine Seitenansicht eines eindringenden Befestigungselementes, wie es an der Wandfläche einer Kraftfahrzeugkarosserie angebracht wird, und

F i g. 8 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Veranschaulichung der Steuerschaltung.

In F i g. 1 ist eine übliche Kraftfahrzeugkarosserie 20 dargestellt, die von einem Fördermechanismus 22 getragen wird, auf dem die Karosserien zur Endbehandlung geführt werden, wie in der Kraftfahrzeugindustrie üblich. In der Nähe des Förderers 20 ist ein Halteelement 24 angeordnet, das, wie dargestellt, mit Ketten 26 von einem oben liegenden Halter od. dgl. (nicht dargestellt) herabhängen und auf die Karosserie 20 zu und von dieser weg bewegt werden kann, und sich ebenso parallel zum Förderer 22 bewegen kann. Der Zweck dieser Anordnung ergibt So sich aus der folgenden Beschreibung.

Gemäß F i g. 2 sind auf dem Halter 24 eine Anzahl Schweißpistolen 28 montiert, deren Längsachsen sich im allgemeinen quer zum Halter erstrecken, und deren vordere oder Schweißenden der Oberfläche einer Wand 30 der Karosserie gegenüberliegen. Die Schweißpistolen selbst sind in üblicher Weise aufgebaut und stellen selbst keinen Teil der Erfindung dar.

Jede der Schweißpistolen 28 ist unabhängig auf dem Halter 24 montiert, so daß sie sich auf die Karosserieplatte 30 zu und von dieser weg bewegen kann. Gemäß Fig.3 bis6 kann das dadurch erreicht werden, daß jede Pistole 28 auf einen Block 32 mit einem Blechband 34 od. dgl. befestigt werden kann, der den Pistolenkörper umfaßt, um ihm auf dem Block zu halten. Eine Bettplatte 36 ist an den Halter 24 mit Klemmitteln befestigt, die aus zwei Armen 38 und 40 bestehen, die, wie bei 42, an die Platte angebolzt und mittels einer Mutter und eines Bolzens 44 miteinander verbunden sind. Eine Lockerung der Mutter und des Bolzens 44 ermöglicht es, daß die Platte 38 und die Pistole 28 in Längsrichtung des Halters 24 neu eingestellt werden, und durch Festziehen der Mutter und des Bolzens werden die Arme 38 und 40 um Halter 24 geklemmt, so daß die Pistole in ihrer Lage festgehalten wird.

Der Block 32 ist fest an einem trapezförmigen Schlitten 46 befestigt, der beweglich auf der Platte 36 zwischen zwei Führungen 48 und 50 liegt, die beispielsweise mit Schrauben 52 (vgl. Fig. 6) an^der Platte befestigt sind. Block 32 bildet eineno-Druckmit- ' telzylinder 54 mit einem Kolben 56, der an eine vorstehende Kolbenstange 58 angeschlossen ist. Die Kolbenstange 58 greift durch eine Endplatte 60, die von der Bettplatte 36 nach oben steht, und wird mit Verriegelungsmuttern 62 an einer Bewegung gehindert. Eine Schraubenfeder 64 im Zylinder 54 wirkt auf den Kolben 56, so daß der Block 32 und die Pistole 28 auf die Endplatte 60 zu gedrängt werden. Wenn der Kolben 56 mit der Stange 58 stationär gehalten wird, wird die Pistole 28 und der Block 32 nach rechts, gesehen in F i g. 3 und 4, verschoben, wenn der Zylinder 54 über Leitung 66 unter Druck gesetzt wird, diese Verschiebung erfolgt unter Führung des Schlittens 46 in den Führungen 48 und 50. Wenn der Druck im Zylinder 54 nachläßt, holt die Feder 64 den Block und die Pistole nach links, gesehen in F i g. 3 und 4, zurück.

Das vordere Ende der Schweißpistole 28 zeigt einen Befestigungselement-Halter oder ein Futter 68, in dem ein eindringendes Befestigungselement 70 lösbar gehalten werden kann, wie in F i g. 3 und 4 dargestellt. An der Bettplatte 36 ist ein Block 74 mit Bolzen od. dgl. befestigt, von dem ein Zufuhrkanal 76 nach oben hervorsteht. Der Zufuhrkanal 76 hat einen solchen Aufbau, in diesem Falle einen rechtekkigen, daß ein Stapel eindringender Befestigungselemente 70 gemäß Figur aufgenommen werden kann. Einander gegenüberliegende Seiten des Kanals 76 sind am unteren Ende, wie bei 78, offen, um eine Anpassung an das Spannfutter 68 der Schweißpistole 28 zu ermöglichen. Wenn sich die Schweißpistole 28 in der zurückgezogenen Lage befindet, ist das Futter 68 vom Kanal 76 zurückgezogen, so daß ein Befestigungselement 70 auf den Boden des Kanals herunterfallen kann, so daß es mit dem Futter ausgefluchtet ist. Wenn sich die Schweißpistole nach vorne bewegt, bewegt sich auch Futter 68 und umfaßt das Befestigungselement 70, bis das vordere Ende des Futters an die Basis 80 des Befestigungselementes zur Anlage kommt. Nachgiebige Federklips 82, die am Kanal 76 befestigt sind, sind vorgesehen, um das Befestigungselement daran zu hindern, aus dem Kanal herauszufallen, wenn sich das Futter nach vorne bewegt in die Lage gemäß F i g. 3, wo das Befestigungselement im Futter dargestellt ist, bereit iuf die Me

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tallblechfläche 30 der Karosserie zu geführt zu wer- stole 28 von der Platte 30 zurückgezogen und Scha,

den. ter 98 geöffnet wird, so daß der Schweißstrom untei

Wie in F i g. 4 gezeigt, läuft die Pistole vorwärts, brochen wird. Schalter 102 kann ein Zeitverzöge

bis die Basis 80 des Befestigungselementes 70 an der rungs-Steuerschalter üblicher Bauart sein, der nac;

Karosserieplatte 30 anstößt, so daß die Teile sich in 5 einer vorgegebenen Zeitspanne wieder öffnet. Bt

der Schweißlage befinden. Durch die Leitung 84 wird dieser Beschreibung wurde nur die Steuerung eine

dann Schweißstrom an die Pistole 28 geliefert. Der einzigen Schweißpistole betrachtet; offensichtlicj

Schweißstromkreis verläuft durch die Pistole 28 zum kann jedoch die Steuervorrichtung 94 so aufgebau

Befestigungselement 70 und der Metallplatte 30, die werden, daß eine Vielzahl von Schweißpistolei

geerdet ist, um den Kreis zu schließen. Ein Stoppele- io gleichzeitig gesteuert wird; es ist nur erforderlich

ment 86 ist vorgesehen, das vom vorderen Ende der einen Druckschalter wie 98 für jede Pistole vorzuse

Schweißpistole 28 hervorsteht und ein isoliertes Ende hen, die alle durch den Druckmitteldruck geschlos

88 aufweist, das an der Karosseriewand 30 anliegt, sen werden müssen, ehe Strom an die Pistolen gelie

wenn die Pistole vorgeschoben wird und das Befesti- fert wird.

gungselement mit der Wand 30 in Berührung bringt, 15 Sobald eine Kraftfahrzeugkarosserie 20 auf Förde so daß die Lage der Pistole 28 während des An- rer 22 in die Station eintritt, an der der Halter 24 an-" Schweißens des Befestigungselementes an die Platte geordnet ist, kann der Halter mittels geeigneter, festgelegt wird. Wenn das Pistolenfutter 68 sich Klemmen 110 und 112, wie in F i g. 1 und 2 dargeleicht während jedes Schweißzyklus gegen den Pisto- stellt, an den Körper geklammert werden. Vom Hallenkörper verschiebt, um einen Lichtbogen zwischen *o ter 24 stehen Paßblöcke 114 vor, die an der Karosseden zusammenzuschweißenden Teilen zu zünden, riewand 30 anliegen, um den Halter richtig gegenverhindert der Anschlag 86 eine Bewegung der Pi- über der Oberfläche anzuordnen, an die die Befestistole28. gungselemente angeschweißt werden»-sollen. Die Be-

F i g. 8 zeigt schematisch eine Schaltung zur Steue- festigung des Halters 24 an der Karosserie 20 kann rung des Betriebes der Schweißpistolen 28. Nur eine »5 auf verschiedene Weise verwirklicht werden, beiPistole ist der Einfachheit halber dargestellt. Druck- spielsweise indem die Paßblöcke 114 mit Elektromaluft oder ein anderes Druckmittel von einer geeigne- gneten versehen werden, die erregt werden, wenn der ten, nicht dargestellten Quelle wird Ventil 90 über Halter sich in der richtigen Lage relativ zu den Ka-Leitung 92 zugeführt, das vorzugsweise spulenbetä- rosserieflächen 30 befindet. Der wesentliche Punkt tigt ist. Der Ventilauslaß ist mit Leitung 66 verbun- 3° ist, daß der Halter 24 in einer vorgegebenen Lage den, die zum Zylinder 54 an der Pistolenanordnung positioniert und gehalten wird, so daß die Befesti-28 führt. Beim öffnen des Ventils 90 wird Zylinder gungselemente an den gewünschten Punkten an die 54 unter Druck gesetzt, so daß die Schweißpistole Karosseriewand angebracht werden, und die Kiemauf die Karosseriewand 30 zu geschoben wird. EIek- men 110 und 112 sowie die Blöcke 114 sind als eine irischer Strom wird von einer geeigneten, nicht dar- 35 Möglichkeit zur Erreichung dieses Zweckes dargegestellten Quelle an eine Hauptsteuerung 94 durch stellt.

Leitung 96 geführt und fließt von dort durch Leitung Wenn die Karosserie weiter längs Förderer 22 84 zu den Schweißpistolen 28. Die Steuerung 94 ent- läuft, bewegt sich auch der Halter 24 damit, weil er hält einen Transformator und andere elektrische von einem geeigneten, nicht dargestellten Laufglied Verbindungen, die gewöhnlich bei tragbaren 40 od. dgl. von oben gehalten wird. Wenn der Halter 24 Schweißpistolen verwendet werden, und braucht des- in seiner Lage festgelegt ist, wird Schalter 102 halb nicht näher beschrieben zu werden. Sie enthält (F i g. 8) geschlossen, öffnet Ventil 90 und setzt die jedoch außerdem einen druckbetätigten Schalter 98, Zylinder 54 in jeder Schweißpistole 28 unter Druck, der mit der Druckluftversorgung durch die Zweig- so daß die Pistolen auf die Karosseriewand 30 zu geluftleitung 100 verbunden ist. Der zur Betätigung 45 schoben werden. Wenn die Anschläge 86 und die Bedes Schalters 98 erforderliche Druck ist größer als festigungselemente 70 an der Wand 30 (F i g. 5) ander normale Druck, der durch Leitung 66 zugeführt liegen, baut in sich in jeder Leitung 100 Druck auf, wird, um Pistole 28 zu verschieben. so daß die Schalter 98 betätigt werden, um den elek-

Wenn die Pistole vorgeschoben wird und das Befe- frischen Kreis zu schließen und die Schweißpistolen

stigungselement 70 und den Anschlag 86 zur Anlage 5<> 28 im wesentlichen gleichzeitig zu erregen. Weil die

an der Karosseriewand 30 bringt, wird eine weitere Karosserie 30 geerdet ist, fließt Strom durch die Pi-

Bewegung der Pistole verhindert, und im Zylinder 54 stolen 28, die Befestigungselemente 70 und die Platte

(vgl. Fi g. 4) und in Leitung 66 baut sich Druck auf. 30, so daß die Befestigungselemente an die Platte an-

Dadurch wächst der Druck in Leitung 100 gegen geschweißt werden. Schalter 102 wird dann geöffnet,

Schalter 98 an, so daß der Schalter betätigt und der 55 so daß Ventil 90 entlüftet wird, um Leitungen 66

Kreis durch Leitung 84 geschlossen wird und damit und 100 drucklos zu machen, so daß Schalter 98 öff-

Schweißstrom an die Pistole 28 geliefert wird. Der net und den Schweißstrom unterbricht und gleichzei-

Hauptschalter 102 ist vorgesehen, um das Spulenven- tig die Pistolen 28 sich von der Karosseriewand 30

til 90 zu erregen und den Zyklus einzuleiten. Beim unter der Wirkung der Federn 64 zurückziehen kön-

Schließen des Schalters 102 öffnet also Ventil 90 und ^6o nen.

verschiebt die Pistole 28, und sobald Anschlag 86 Jede Schweißpistole 28 hat im allgemeinen übli-

und Befestigungselement 70 an der Platte 30 anlie- chen Aufbau, wobei der Befestigungselement-Halter

gen, wird durch den sich aufbauenden Druck in Lei- oder das Futter 68 relativ zum Pistolenkörper ver-

tung 100 der Schalter 98 geschlossen, wodurch schiebbar ist. Wenn die Pistole 28 erregt wird, zieht

Schweißstrom an die Pistole geliefert wird, um den ⁶5 sich der Halter 68 zunächst leicht zurück, so daß das

Schweißzyklus anlaufen zu lassen. Beim öffnen des Befestigungselement 70 von der Karosseriewand 30

Schalters 102 wird Ventil 90 entlüftet, so daß Lei- weggenommen wird, um zwischen diesen beiden Tei-

tungcn 66 und 100 drucklos werden, wodurch die Pi- len 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 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 der Zeichnung dargestellt.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ,tno ΛΡς/0/CP

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, 112, 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.