DE112018000871T5

DE112018000871T5 - Nebenschlusswiderstand und einen Nebenschlusswiderstand verwendende Strommessvorrichtung

Info

Publication number: DE112018000871T5
Application number: DE112018000871.1T
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Endo
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-11-07
Also published as: WO2018150870A1; JP2018132422A; CN110352356B; JP6854143B2; US11187725B2; CN110352356A; US20200025802A1

Abstract

Ein Nebenschlusswiderstand umfasst einen ersten und einen zweiten Anschluss, die aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial hergestellt sind, und ein Widerstandselement, das zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeordnet ist. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss weisen jeweils eine in denselben ausgebildete Durchgangsöffnung auf. Wenigstens einer des ersten Anschlusses und des zweiten Anschlusses weist einen vorstehenden Abschnitt auf, der auf einer Seite desselben vorsteht, die einem Abschnitt, der mit dem Widerstandselement verbunden ist, gegenüberliegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Nebenschlusswiderstand und eine einen Nebenschlusswiderstand verwendende Strommessvorrichtung.
Stand der Technik
Zum Beispiel wird ein Nebenschlusswiderstand verwendet, um einen Strom in einem an einem Elektrofahrzeug befestigten Halbleiterleistungsmodul oder dergleichen zu messen.
Zu der bisherigen Literatur, die sich auf den zu einem derartigen Zweck verwendeten Nebenschlusswiderstand bezieht, gehört folgende Literatur.
Die unten angegebene Patentliteratur 1 offenbart eine Struktur, bei der ein bolzenförmiger Elektrodenabschnitt eines Nebenschlusswiderstands durch ein Loch in einer Sammelschiene (Stromanschluss) geführt und schraubbar befestigt ist.
Die unten angegebene Patentliteratur 2 offenbart eine Struktur, bei der ein scheibenförmiger Nebenschlusswiderstand auf einen Batterieanschluss gesetzt und an demselben befestigt ist.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Patentliteratur 2012-109474 A
Patentliteratur 2: Patentliteratur 2008-047571 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Nebenschlusswiderstand besteht das Problem, dass die Verarbeitung des Elektrodenabschnitts und der Anbringungsvorgang umständlich sind.
Bei dem in Patentliteratur 2 beschriebenen Nebenschlusswiderstand besteht das Problem, dass der Widerstandswert eines Widerstandselements schwierig zu kontrollieren ist.
Es ist auch keine konkrete Technik zum Befestigen des Nebenschlusswiderstands auf einem Träger offenbart.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nebenschlusswiderstand, der durch einen einfachen Anbringungsvorgang und ohne die Erfordernis eines übermäßigen Anbringungsraums auf einem Träger befestigt werden kann und mit dem es möglich ist, eine hochgenaue Strommessung durchzuführen, und eine einen Nebenschlusswiderstand verwendende Strommessvorrichtung vorzusehen.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Nebenschlusswiderstand vorgesehen, der einen ersten und einen zweiten Anschluss, die aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial hergestellt sind, und ein Widerstandselement, das zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss angeordnet ist, umfasst. Der erste und der zweite Anschluss weisen jeweils eine darin ausgebildete Durchgangsöffnung auf. Wenigstens einer des ersten und des zweiten Anschlusses weist einen vorstehenden Abschnitt auf, der auf einer Seite desselben vorsteht, die einem Abschnitt, der mit dem Widerstandselement verbunden ist, gegenüberliegt.
Vorzugsweise kann eine Vielzahl von Widerstandselementen vorgesehen sein, wobei die Widerstandselemente den ersten und den zweiten Anschluss parallel verbinden.
Vorzugsweise können die Widerstandselemente um die Durchgangsöffnungen herum angeordnet sein.
Die vorliegende Erfindung sieht außerdem eine Strommessvorrichtung vor, die ein erstes und ein zweites Verdrahtungselement, die einen Strompfad darstellen, ein Gehäuse, das das zweite Verdrahtungselement aufweist, einen Verdrahtungsträger und einen Nebenschlusswiderstand, der das erste Verdrahtungselement und das zweite Verdrahtungselement kurzschließt, umfasst, wobei der Nebenschlusswiderstand einen ersten und einen zweiten Anschluss, die aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial hergestellt sind, und ein Widerstandselement, das zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss angeordnet ist, aufweist, wobei der erste und der zweite Anschluss eine erste Durchgangsöffnung beziehungsweise zweite Durchgangsöffnung aufweisen, die darin ausgebildet sind. Der erste Anschluss ist mit dem ersten Verdrahtungselement verbunden. Der zweite Anschluss und das zweite Verdrahtungselement sind durch eine in dem Verdrahtungsträger ausgebildete dritte Durchgangsöffnung verbunden. Der Nebenschlusswiderstand und das zweite Verdrahtungselement sind durch ein Befestigungselement, das durch die erste Durchgangsöffnung und die zweite Durchgangsöffnung geführt ist, aneinander befestigt.
Vorzugsweise kann der zweite Anschluss einen daran ausgebildeten vorstehenden Abschnitt aufweisen, wobei der vorstehende Abschnitt in der dritten Durchgangsöffnung aufgenommen ist.
Vorzugsweise kann der zweite Anschluss auf den Verdrahtungsträger um die dritte Durchgangsöffnung drücken.
Die vorliegende Beschreibung enthält die Inhalte, die in der JP-Patentanmeldung Nr. 2017-026361 offenbart sind, deren Priorität die vorliegende Anmeldung beansprucht.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, in Bezug auf einen Nebenschlusswiderstand und eine einen Nebenschlusswiderstand verwendende Strommessvorrichtung einen Vorgang zum Anbringen auf einem Träger zu vereinfachen. Es wird außerdem möglich, eine hochgenaue Strommessung durchzuführen, ohne dass ein übermäßiger Anbringungsraum erforderlich ist.
Figurenliste

1 zeigt perspektivische Ansichten eines beispielhaften Aufbaus eines Nebenschlusswiderstands gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei 1(a) eine Ansicht von oben zeigt, 1(b) eine perspektivische Explosionsansicht zeigt und 1(c) eine Ansicht von unten zeigt.
2 veranschaulicht einen Vorgang zum Verbinden des in 1 gezeigten Nebenschlusswiderstands mit einem Gehäuse mit einem zwischen denselben befindlichen Montageträger.
3 zeigt Ansichten in Fortsetzung von 2.
4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie Ia-Ib von 3(d).
5 veranschaulicht eine Nebenschlusswiderstandsbefestigungsstruktur gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie Ia-Ib von 5(c) und veranschaulicht eine endgültige Befestigungsstruktur.
7 veranschaulicht eine Nebenschlusswiderstandsbefestigungsstruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie Ia-Ib von 7(c) und veranschaulicht eine endgültige Befestigungsstruktur.
9 veranschaulicht eine Nebenschlusswiderstandsbefestigungsstruktur gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei 9(a) eine perspektivische Explosionsansicht zeigt und 9(b) eine perspektivische Ansicht nach einer schraubbaren Befestigung zeigt.
10 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie Ia-Ib von 9(b) und veranschaulicht eine endgültige Befestigungsstruktur.
11 zeigt perspektivische Ansichten, die weitere beispielhafte Strukturen von Nebenschlusswiderständen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
12 veranschaulicht, wie jeder beliebige der in 11 veranschaulichten Nebenschlusswiderstände an einem Gehäuse angebracht wird.
13 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie Ia-Ib von 12(c) und veranschaulicht eine endgültige Befestigungsstruktur.
14 veranschaulicht gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Abwandlung des Verfahrens zum Zusammenbau des bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Nebenschlusswiderstands.
15 veranschaulicht gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Abwandlung des Verfahrens zum Zusammenbau des bei dem ersten und dem sechsten Ausführungsbeispiel beschriebenen Nebenschlusswiderstands.
16 veranschaulicht gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Beispiel eines Herstellungsprozesses für den in dem ersten und dem sechsten Ausführungsbeispiel beschriebenen Nebenschlusswiderstand.
17 veranschaulicht gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Beispiel des Prozesses der Massenherstellung des Nebenschlusswiderstands, wie er in 11(c) veranschaulicht ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden ein Nebenschlusswiderstand und eine Montagestruktur für eine Strommessvorrichtung, die einen Nebenschlusswiderstand gemäß Ausführungsbeispielender vorliegenden Erfindung verwendet, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Zunächst wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 zeigt perspektivische Ansichten eines beispielhaften Aufbaus eines Nebenschlusswiderstands gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels. 1(a) zeigt eine Ansicht von oben. 1(b) zeigt eine perspektivische Explosionsansicht. 1(c) zeigt eine Ansicht von unten.
Der Nebenschlusswiderstand A gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst einen ersten Anschluss (Elektrode) 1, der aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial, wie zum Beispiel Cu, hergestellt ist und eine erste Ebene 11a, eine zweite Ebene 11b auf der Rückseite desselben und eine äußere Umfangsfläche (Seitenfläche) 11c an dem Umfang desselben aufweist, sowie einen zweiten Anschluss (Elektrode) 3, der aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial, wie zum Beispiel Cu, hergestellt ist und eine erste Ebene 13a, eine zweite Ebene 13b und eine äußere Umfangsfläche (Seitenfläche) 13c an dem Umfang desselben aufweist.
Der erste Anschluss 1 und der zweite Anschluss 3 weisen Öffnungsabschnitte (Durchgangsöffnungen) 1a, 3a auf, die von den ersten Ebenen 11a, 13a zu den zweiten Ebenen 11b, 13b durch dieselben durchtreten. Die Ziffer 1a bezeichnet eine erste Durchgangsöffnung und die Ziffer 3a bezeichnet eine zweite Durchgangsöffnung. Die Öffnungsabschnitte (Durchgangsöffnungen) 1a, 3a sind im Wesentlichen auf der gleichen Achse ausgebildet, um so zu ermöglichen, dass eine Schraube, die später beschrieben wird, durch beide Öffnungsabschnitte durchtreten kann.
Die erste Ebene 11a, des ersten Anschlusses 1 und die erste Ebene 13a des zweiten Anschlusses 3liegen einander gegenüber. Auf den jeweiligen ersten Ebenen 11a, 13a ist eine Vielzahl von Widerstandselementen 5 angeordnet, die den ersten Anschluss 1 und den zweiten Anschluss 3 parallel verbinden. Als das Material der Widerstandselemente 5 können Metallmaterialien, wie zum Beispiel Material auf Grundlage von Cu-Ni, Material auf Grundlage von Cu-Mn oder Material auf Grundlage von Ni-Cr, verwendet werden. Eine obere Fläche 5a und eine untere Fläche 5b der Widerstandselemente 5 sind mit den ersten Ebenen 11a beziehungsweise 13a verbunden.
Eine Summe von Verbindungsbereichen zwischen der oberen Fläche 5a und der unteren Fläche 5b der Widerstandselemente 5 und den ersten Ebenen 11a beziehungsweise 13a ist kleiner als der Bereich der ersten Ebenen 11a, 13a. Das bedeutet, dass, wie in 1(a) und 1(c) gezeigt, die Vielzahl von Widerstandselementen 5 zum Beispiel durch Schweißen in Bereichen 11d, 11d ..., 13d, 13d ... der ersten Ebene 11a beziehungsweise der zweiten Ebene 13a zum Anliegen an den Widerstandselementen 5 fest angebracht ist. Die feste Verbindung kann auch durch die Verwendung von Lötmittel erreicht werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von Widerstandselementen 5 konzentrisch um die Öffnungsabschnitte 1a, 3a herum angeordnet, die in dem ersten Anschluss 1 beziehungsweise dem zweiten Anschluss 3, zum Beispiel in regelmäßigen Abständen entlang der Umfangsrichtung, ausgebildet sind.
Wenigstens einer des ersten Anschlusses 1 und des zweiten Anschlusses 3 (der zweite Anschluss 3 in der Figur) ist mit einem vorstehenden Abschnitt 6 versehen, der auf der Seite vorsteht, die dem Abschnitt, der mit den Widerstandselementen 5 verbunden ist, gegenüberliegt.
Der vorstehende Abschnitt 6 weist die Form eines Rings mit einer zum Beispiel in der Mitte befindlichen Durchgangsöffnung 6a auf. Das Material des vorstehenden Abschnitts 6 kann, wie im Fall der Elektroden, ein Material mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit, wie zum Beispiel Cu, sein. Der vorstehende Abschnitt 6 kann einstückig mit dem zweiten Anschluss 3 geformt sein oder ein mit demselben verbundenes separates Element sein. Der vorstehende Abschnitt 6 kann sowohl an dem ersten Anschluss 1 als auch dem zweiten Anschluss 3 ausgebildet sein.
Es wird nun kurz ein Verfahren zum Zusammenbau des Nebenschlusswiderstands A beschrieben. Der erste Anschluss 1, der zweite Anschluss 3 und die Widerstandselemente (zum Beispiel zylindrische Widerstandselemente) 5 werden vorbereitet. Die Widerstandselemente 5 werden zwischen dem ersten Anschluss 1 und dem zweiten Anschluss 3 angeordnet und werden dann durch Schweißen verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, eine Struktur zu erhalten, bei der sich die ersten Ebenen 11a beziehungsweise 13a des ersten Anschlusses 1 und zweiten Anschlusses 3 gegenüberliegen und die ersten Ebenen 11a-13a durch die Widerstandselemente 5 verbunden sind.
Der Widerstandswert des Nebenschlusswiderstands A kann zum Beispiel durch die Anzahl oder die Dicke der Widerstandselemente 5 oder durch den Abstand zwischen dem ersten Anschluss 1 und dem zweiten Anschluss 3 eingestellt werden.
Die auf der Außenseite des ersten Anschlusses 1 oder des zweiten Anschlusses 3 befindlichen zweiten Ebenen 11b beziehungsweise 13b können zur Verbindung mit einem Verdrahtungselement, wie zum Beispiel einer Sammelschiene, verwendet werden. Entsprechend kann ein für einen hohen Strom erforderlicher Verbindungsbereich auf den zweiten Ebenen 11b, 13b sichergestellt werden.
Die Widerstandselemente 5 können zum Beispiel säulenförmig und mit einem Bereich verbunden sein, der kleiner als der Bereich der ersten Ebenen 11a, 13a ist. Auf diese Weise wird der Widerstandswert des Nebenschlusswiderstands nicht zu klein, und die Planung des Widerstandswerts wird einfach. Dies trägt auch zu einer Verringerung der Höhe des Nebenschlusswiderstands bei.
Wenn die Vielzahl von Widerstandselementen konzentrisch um die Öffnungsabschnitte (Durchgangsöffnungen) 1a, 3a angeordnet sind, die in dem ersten Anschluss 1 beziehungsweise dem zweiten Anschluss 3 ausgebildet sind, wird es möglich, eine mechanisch stabile Struktur des Nebenschlusswiderstands A im Ganzen zu erhalten. Zusätzlich trägt die Anordnung zu einer stabilen Messgenauigkeit in Bezug auf Frequenzänderungen bei.
Der erste Anschluss 1 und der zweite Anschluss 3 können eine vieleckige Form, wie zum Beispiel dreieckig oder viereckig, aufweisen oder kreisförmig sein. Die Öffnungsabschnitte 1a, 3a können eine vieleckige Form, wie zum Beispiel viereckig, aufweisen, statt kreisförmig zu sein. Dies gilt auch für die anderen Ausführungsbeispiele.
2 veranschaulicht einen Prozess zum Ausbilden einer Strommessvorrichtung, indem der in 1 gezeigte Nebenschlusswiderstand A durch einen Verdrahtungsträger (der auch als ein „Montageträger“ bezeichnet sein kann) 41 mit einem Gehäuse 81 verbunden wird. Der Montageträger 41 weist Drähte und verschiedene an demselben befestigte elektronische Komponenten auf, zu denen eine integrierte Schaltung zum Verarbeiten eines Stromsignals auf Grund des Nebenschlusswiderstands A gehört. Das Gehäuse 81 ist eine Ummantelung oder dergleichen, die ein Leistungsmodul zum Beispiel mit einem Leistungshalbleiter und dergleichen enthält.
Wie in 2(a) und 2(b) gezeigt, ist ein zweites Verdrahtungselement 51 auf dem Gehäuse 81 ausgebildet. Der Montageträger 41 wird auf dem zweiten Verdrahtungselement 51 platziert. Der Montageträger 41 weist eine Durchgangsöffnung 41c mit einem Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des vorstehenden Abschnitts 6 ist. Die Ziffer 41c bezeichnet eine dritte Durchgangsöffnung. Eine in dem zweiten Verdrahtungselement 51 ausgebildete Durchgangsöffnung 51a ist durch die Durchgangsöffnung 41c sichtbar. Der Montageträger 41 ist ferner mit Spannungsmessanschluss-Durchgangsöffnungen 41a, 41b zum Verbinden mit Spannungsmessanschlüssen des Nebenschlusswiderstands versehen.
Wie in 2(b) gezeigt, ist der Nebenschlusswiderstand A in einem Zustand, in dem der Montageträger 41 auf dem Gehäuse 81 platziert ist, auf eine solche Weise angeordnet, dass der vorstehende Abschnitt 6 in der Durchgangsöffnung 41c aufgenommen ist. Der erste Anschluss 1 und der Anschluss 3 weisen einen ersten beziehungsweise zweiten Spannungsmessanschluss 61a, 61b auf. Die einen Endseiten des ersten und des zweiten Spannungsmessanschlusses 61a, 61b sind an der Seitenfläche 11c des ersten Anschlusses beziehungsweise der Seitenfläche 13c des zweiten Anschlusses befestigt. Die anderen Endseiten des ersten und des zweiten Spannungsmessanschlusses sind in die in dem Montageträger 41 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 41abeziehungsweise 41b eingesetzt und verlötet.
Somit ist der vorstehende Abschnitt 6 in der Durchgangsöffnung 41c aufgenommen und eingepasst, wobei die untere Fläche des vorstehenden Abschnitts 6 an der oberen Fläche des zweiten Verdrahtungselements 51 anliegt. Auf diese Weise kann der Nebenschlusswiderstand A vorläufig an dem Montageträger 41 befestigt werden.
Zum Beispiel wird die Dicke des vorstehenden Abschnitts 6 gleich der Dicke des Montageträgers 41 hergestellt. Auf diese Weise liegt die untere Fläche des vorstehenden Abschnitts 6 an der oberen Fläche des zweiten Verdrahtungselements 51 an, und der zweite Anschluss 3 und das zweite Verdrahtungselement 51 sind in elektrischer Verbindung miteinander platziert. Ferner liegt die untere Fläche (S1 in 4) des zweiten Anschlusses 3 an einem Teil (vier Eckbereiche) der oberen Fläche des Montageträgers 41 an, so dass der Nebenschlusswiderstand A nach unten auf den Montageträger 41 drückt.
3(c) zeigt eine perspektivische Explosionsansicht, die veranschaulicht, wie der Nebenschlusswiderstand A und der Montageträger 41, die vorläufig befestigt worden sind, endgültig an dem Gehäuse 81 befestigt werden. 3(d) zeigt eine perspektivische Ansicht nach der schraubbaren Befestigung. 4 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie Ia-Ib von 3(d).
Der Nebenschlusswiderstand A und der Montageträger 41, die vorläufig befestigt worden sind, und das Gehäuse 81 werden mit einer Schraube 101 aneinander befestigt, die über ein elektrisch isolierendes Material 91 durch eine in einer Sammelschiene 71 ausgebildete Durchgangsöffnung 71a, die in dem ersten Anschluss 1 beziehungsweise dem zweiten Anschluss 3 des Nebenschlusswiderstands A ausgebildete erste Durchgangsöffnung 1a und zweite Durchgangsöffnung 3a, die in dem Montageträger 41 ausgebildete dritte Durchgangsöffnung 41c und die in dem zweiten Verdrahtungselement 51 ausgebildete Durchgangsöffnung 51a geführt ist. An dem Gehäuse 81 ist eine Mutter 87 angeordnet, um die Schraube 101 aufzunehmen. Der zweite Anschluss 3 drückt nach unten auf einen Teil des Montageträgers 41 und positioniert dadurch den Montageträger 41 und den Nebenschlusswiderstand A. Dies verhindert vorzugsweise die Ausübung einer übermäßigen Belastung, die insbesondere beim Handhaben des Montageträgers 41 und dergleichen eine Trennung der Verbindung in Bezug auf die Teile, die die Spannungsmessanschlüsse 61a, 61b und die Spannungsmessanschluss-Durchgangsöffnungen 41a, 41b verbinden, verursachen könnte.
Das Isoliermaterial 91 weist einen flachen plattenförmigen Kopfabschnitt 93 und einen mit demselben zusammenhängenden röhrenförmigen Abschnitt 95 auf. Der flache plattenförmige Kopfabschnitt 93 stellt eine Isolierung zwischen der Schraube 103 und der Oberfläche der Sammelschiene 71 bereit. Ein Schaftabschnitt 105 der Schraube 101 ist in den röhrenförmigen Abschnitt 95 eingesetzt, was eine Isolierung zwischen der Umfangsfläche des Schaftabschnitts 105 und den Seitenflächen der Sammelschiene 71 und dem ersten Anschluss 1 bereitstellt. Auf diese Weise kann eine von Anschluss zu Anschluss reichende Isolierung aufrechterhalten werden. Die Dicke des Schaftabschnitts 105 der Schraube 101 und der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 3a sind derart, dass die Innenfläche der Durchgangsöffnung 3a des zweiten Anschlusses 3 den Außenumfang der Schraube 101 nicht berührt.
Somit sind der zweite Anschluss 3 und das zweite Verdrahtungselement 51 durch die in dem Montageträger 41 ausgebildete Durchgangsöffnung 41c verbunden.
In der Struktur berühren sich die Innenfläche der Durchgangsöffnung 41c und der Außenumfang des vorstehenden Abschnitts 6 an der Umfangsfläche. Entsprechend wird die horizontale Bewegung des Nebenschlusswiderstands A reguliert, wodurch die horizontale Befestigung des Nebenschlusswiderstands A zuverlässig wird. Zusätzlich liegt in der Befestigungsstruktur von 4 die untere Fläche des zweiten Anschlusses 3 an der oberen Fläche des Montageträgers 41 durch einen Teilbereich mit Ausnahme des vorstehenden Abschnitts 6 an. In Kombination mit der Befestigung durch die Schraube 101 wird dadurch die vertikale Befestigung des Nebenschlusswiderstands A und des Montageträgers 41 sicherer. Das bedeutet, dass die Befestigungsstruktur noch sicherer wird, da der Nebenschlusswiderstand A befestigt wird, indem er von oben und unten gedrückt wird.
Somit ist es in der Befestigungsstruktur für die Strommessvorrichtung möglich, die Befestigung des Nebenschlusswiderstands A und des Montageträgers 41 an dem Gehäuse 81 sicherer zu machen.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Es wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 5 veranschaulicht eine Nebenschlusswiderstandsbefestigungsstruktur gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels. 5(a) entspricht 2(a), 5(b) entspricht 2(b), und 5(c) entspricht 3(c) (die Darstellung der Schraube 101 wurde weggelassen).
Der Montageträger 41 weist eine Durchgangsöffnung 41d für das zweite Verdrahtungselement 51 an dem Gehäuse auf. Die Durchgangsöffnung 41d des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist eine Öffnung auf, die ausreichend größer als der zweite Anschluss 3 ist. Wie in 5(a) und 5(b) gezeigt, ist der Montageträger 41 auf eine solche Weise platziert, dass das zweite Verdrahtungselement 51 durch die Durchgangsöffnung 41d sichtbar ist. Der Montageträger 41 ist auf einem Abstandshalter 122 platziert und mit einer Schraube 122a an dem Gehäuse 81 befestigt. Das zweite Verdrahtungselement 51 und der Montageträger 41 stehen nicht in Kontakt miteinander. Wie in 5(b) und 5(c) gezeigt, wird der Nebenschlusswiderstand A dann so befestigt, dass er in der in dem Montageträger 41 ausgebildeten Durchgangsöffnung 41d aufgenommen wird. Der zweite Anschluss 3 und das zweite Verdrahtungselement 51 werden verbunden. Der Montageträger 41 ist von dem zweiten Anschluss 3 und dem zweiten Verdrahtungselement 51 beabstandet. Die Spannungsanschlüsse 61a, 61b werden in die Spannungsmessanschluss-Durchgangsöffnungen 41a, 41b des Montageträgers 41 eingesetzt und verbunden.
6 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie Ia-Ib, bei der zusätzlich zu dem Zustand von 5(c) die Schraube 101 durch die in den Elektroden 1, 3 ausgebildeten Durchgangsöffnungen geführt sowie auf der gehäuseseitigen Mutter 87 befestigt und fixiert ist. Die Durchgangsöffnung 41d ist groß genug ausgebildet, dass der Nebenschlusswiderstand A mit Ausnahme der Spannungsmessanschlüsse 61a, 61b den Montageträger 41 nicht berührt. Der Nebenschlusswiderstand A erzeugt im Gebrauch Wärme. Bei dem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es möglich, die Übertragung der von dem Nebenschlusswiderstand A erzeugten Wärme zu dem Montageträger 41 zu unterbinden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Es wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 7 veranschaulicht eine Befestigungsstruktur für den Nebenschlusswiderstand A gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 7(a) entspricht 2(a) des ersten Ausführungsbeispiels. 7(b) entspricht 2(b) des zweiten Ausführungsbeispiels. 7(c) entspricht 3(c) des zweiten Ausführungsbeispiels.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein ringförmiges Befestigungselement 85 auf der oberen Fläche des an dem Gehäuse 81 angeordneten zweiten Verdrahtungselements 51 angeordnet. Das zweite Verdrahtungselement 51, welches das ringförmige Befestigungselement 85 aufweist, weist eine Durchgangsöffnung 85a auf. Die Durchgangsöffnung 41c des Montageträgers 41 weist eine solche Größe und Form auf, dass sie zu dem ringförmigen Befestigungselement 85 passt.
Wird der Montageträger 41 auf dem Gehäuse 81 platziert, passt die Durchgangsöffnung 41c des Montageträgers 41 an das ringförmige Befestigungselement 85. In diesem Zustand sind der Montageträger 41 und das Befestigungselement 85 vorzugsweise flächenbündig miteinander.
Dann wird der Nebenschlusswiderstand A auf den Montageträger 41 platziert. In diesem Zustand können, wie in 8 gezeigt, der Nebenschlusswiderstand A und der Montageträger 41 zum Beispiel durch die Schraube 101 an dem Gehäuse 81 befestigt werden. Die das Isoliermaterial 91 nutzende Isolierstruktur entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels, die unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben ist.
Ein Umfangsabschnitt der unteren Fläche des zweiten Anschlusses 3 liegt an dem Umfang der Durchgangsöffnung 41c des Montageträgers 41 an (die Anlagefläche ist durch das Zeichen S angezeigt) und drückt so auf den Montageträger 41.
Gemäß des vorliegenden Ausührungsbeispiels ist es in einem Zustand, in dem der Montageträger 41 und das Befestigungselement 85 aneinander befestigt sind, möglich, den Nebenschlusswiderstand A stabil auf denselben zu platzieren.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Es wird ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9 veranschaulicht eine Nebenschlusswiderstandsbefestigungsstruktur gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels. 9(a) zeigt eine perspektivische Explosionsansicht. 9(b) zeigt eine perspektivische Ansicht nach einer schraubbaren Befestigung. 10 veranschaulicht eine Struktur, bei der die Befestigung mit einer Schraube durchgeführt wurde, und unterscheidet sich von 4 in folgenden Punkten.

1) Das Mutternelement 87 ist auf der unteren Seite einer Sammelschiene 73 angeordnet und mit dem Schraubenelement 101 durch die erste und die zweite Sammelschiene 71, 73 schraubbar befestigt, wodurch der Nebenschlusswiderstand eingezwängt ist.
2) Die Spannungsmessanschlüsse 61a, 61b, die sich von dem ersten Anschluss 1 beziehungsweise dem zweiten Anschluss 3 erstrecken, sind in die Spannungsmessanschluss-Durchgangsöffnungen 41a, 41b in dem Montageträger 41 eingesetzt und an denselben befestigt, mit einem gummiähnlichen anschlussverstärkenden Element (Dämpfungsmaterial) 82 zwischen denselben.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Nebenschlusswiderstand A und der Montageträger 41 durch die Spannungsmessanschlüsse 61a, 61b aneinander befestigt.
Wenn das gummiähnliche anschlussverstärkende Element 82 zwischen dem Nebenschlusswiderstand A und dem Montageträger 41 angeordnet ist, ist es möglich, die Spannungsmessanschlüsse 61a, 61b zu verstärken.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Es wird eine fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 11(a) bis 11(c) zeigen perspektivische Ansichten, die weitere Beispiele des Nebenschlusswiderstands gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels veranschaulichen. 11(a) zeigt einen Nebenschlusswiderstand A1, der ein Widerstandselement 153 und einen ersten und einen zweiten Elektrodenabschnitt (Anschlüsse) 151a, 151b aufweist, wobei die Elektroden in einen C-förmigen Querschnitt gebogen sind. 11(b) zeigt einen Nebenschlusswiderstand A2, der ein Widerstandselement 153a aufweist, wobei eine obere Fläche oder eine hintere Fläche an den Enden der Elektroden 151a, 151b mit Endflächen des Widerstandselements 153a in Oberflächenkontakt verbunden ist. 11(c) zeigt einen Nebenschlusswiderstand A3, der ein weiteres Widerstandselement 153a aufweist, das auf der dem Widerstandselement 153a gegenüberliegenden Seite des in 11(b) gezeigten Nebenschlusswiderstands A2 an den Enden der Elektroden 151a, 151b angeordnet ist. Das bedeutet, dass der Nebenschlusswiderstand A3 mit zwei Widerstandselementen 153a versehen ist.
Der erste und der zweite Elektrodenabschnitt 151a, 151b der Nebenschlusswiderstände A1 bis A3 weisen jeweils Durchgangsöffnungen 155a, 155c an vertikal korrespondierenden Positionen auf. Spannungsmessanschlüsse 157a, 157b stehen von dem ersten beziehungsweise dem zweiten Elektrodenabschnitt 151a, 151b im Bereich der Widerstandselemente 153, 153a in einer rechtwinklig zu den Oberflächen der Widerstandselemente 153, 153a verlaufenden Richtung vor.
12 veranschaulicht, wie der Nebenschlusswiderstand A2 an dem Gehäuse 81 angebracht wird. Wie in 12(a) veranschaulicht, ist ein Abstandshalterelement 121, das eine Durchgangsöffnung 121a aufweist, zwischen den Elektrodenabschnitten 151a, 151b angeordnet, und der Nebenschlusswiderstand A2 ist auf dem Verdrahtungselement 51 auf dem Gehäuse 81 platziert. Insbesondere ist bei den Nebenschlusswiderstandsstrukturen von A1 und A2 eine Seite der Elektroden offen, was zu dem Problem führt, dass sie leicht verformt werden kann, wenn sie zum Beispiel bei einer schraubbaren Befestigung gedrückt wird. Das Abstandshalterelement 121 ist ein Element (ein elektrisch isolierendes Material, wie zum Beispiel Keramik oder Gummi) zum Verhindern einer Verformung bei einer schraubbaren Befestigung.
Wie in 12(b), (c) gezeigt, werden der Nebenschlusswiderstand A2 und die auf demselben platzierte Sammelschiene 71 dann durch die Schraube 101 und das Isoliermaterial 91 befestigt. Die das Isoliermaterial 91 nutzende Isolierstruktur entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels, das unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben wurde.
Wie in 13 gezeigt, ist es entsprechend möglich, den Nebenschlusswiderstand A2 mit der Schraube 101 durch das Abstandselement 121 auf dem Gehäuse 81 zu befestigen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass sie während einer schraubbaren Befestigung nicht einfach verformt wird.
Das Abstandselement 121 bietet den Vorteil, dass abgesehen von der schraubbaren Befestigungsstruktur die Nebenschlusswiderstandsstrukturen A1, A2 verstärkt werden können.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Es wird ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
14 veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens zum Zusammenbau des bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Nebenschlusswiderstands A.
Wie in 14(a) gezeigt, wird zum Beispiel der zweite Anschluss 3, der mit dem vorstehenden Abschnitt 6 versehen ist, vorbereitet. Wie in 14(b) gezeigt, werden vier T-förmige Halterungen 201a bis 201d übereinander platziert und auf dem dritten Anschluss 3 installiert. Wenn die vier Widerstandselemente 5 ausgebildet werden, werden die vier T-förmigen Halterungen 201a bis 201d, die zum Positionieren der Widerstandselemente 5 bestimmt sind, übereinander platziert und so installiert, dass die Oberseiten der Ts entlang der vier Seiten des zweiten Anschlusses 3 liegen. Die Oberseite des T weist halbkreisförmige Ausschnitte 202 auf beiden Seiten desselben auf.
Da die vier Ausschnitte 202 auf überlappende Weise ausgerichtet sind, ist es möglich, die Innenflächen (geplante Positionen zum Installieren der Widerstandselemente) von vier Öffnungsabschnitten 203 zum vorläufigen Befestigen auszubilden, um die vier Widerstandselemente 5 an vorgegebenen Positionen zu halten.
Wie in 14(c) gezeigt, werden dann die vier Widerstandselemente 5 an den vier Öffnungsabschnitten 203 zur vorläufigen Befestigung installiert, und der zweite Anschluss 3 und die vier Widerstandselemente 5 werden durch ein Befestigungsverfahren, bei dem zum Beispiel Lötmittel oder ein Klebmittel (so wie eine zum Beispiel Nanopartikel von Cu oder Ag nutzende Nanopaste) verwendet wird, fest aneinander angebracht. Wie in 14(d) gezeigt, werden der erste Anschluss 1 und die vier Widerstandselemente 5 durch ein Befestigungsverfahren, bei dem Lötmittel oder ein Klebmittel verwendet wird, fest aneinander angebracht. Wie in 14(e) gezeigt, werden die vier Halterungen 201a bis 201d entfernt, wodurch der Nebenschlusswiderstand A ausgebildet wird.
Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann die Position des Widerstandselements unter Verwendung der abnehmbaren Positionierschablone einfach bestimmt werden.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Es wird ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
15 veranschaulicht eine Abwandlung des Verfahrens zum Zusammenbau des bei dem ersten und dem sechsten Ausführungsbeispiel beschriebenen Nebenschlusswiderstands A. Wie in 15(a) gezeigt, wird eine Positionierschablone 301 vorbereitet. Die Positionierschablone 301 umfasst zum Beispiel einen quadratischen Bodenplattenabschnitt 301a und Seitenwandabschnitte 301b, die von den vier Seiten aufsteigen. Somit wird ein Aufnahmeraum S zum Aufnehmen des zweiten Anschlusses 3 ausgebildet. Ferner ist eine Vielzahl von Nutabschnitten (Schlitzen) 301c in dem oberen Teil der Seitenwandabschnitte 301b ausgebildet. In 15(a) sind vier Nutabschnitte 301c in jedem der Seitenwandabschnitte 301b ausgebildet.
Wie in 15(b) gezeigt, wird der zweite Anschluss 3 in dem Aufnahmeraum S der Positionierschablone 301 für den zweiten Anschluss 3 auf eine solche Weise aufgenommen, dass die obere Fläche des Bodenplattenabschnitts 301 und die untere Fläche des zweiten Anschlusses 3 aneinander anliegen. Wie in 15(c) gezeigt, ist ein elastischer Draht 303a durch zwei sich gegenüberliegende Nutabschnitte 301c geführt. In 15(c) sind insgesamt acht Drähte 303a durchgeführt, vier in einer Richtung und weitere vier in einer rechtwinklig zu derselben verlaufenden Richtung. Entsprechend sind wenigstens 3 x 3 im Wesentlichen quadratische Einfassungen (neun Quadrate) durch die Drähte 303a ausgebildet.
Die zylindrischen Widerstandselemente 5 können zum Beispiel vertikal an gewünschten Positionen aus den neun quadratischen Einfassungen angeordnet werden. Wie in 15(d) gezeigt, kann, wenn ein Einzelquadratraum zwischen benachbarten Widerstandselementen 5 vorgesehen ist, zum Beispiel ein Kurzschluss zwischen den Widerstandselementen 5 verhindert werden. In dem veranschaulichten Beispiel sind vier Widerstandselemente 5 vertikal angeordnet.
Wie in 15(e) gezeigt, wird der erste Anschluss 1 über den vier Widerstandselementen 5 angeordnet und angeklebt.
Wie in 15(f) gezeigt, werden die Drähte 303a entfernt und die Positionierschablone 301 abgenommen, wodurch ein Nebenschlusswiderstand, der dem in 1 gezeigten entspricht, ausgebildet werden kann.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es mit den Nutabschnitten (Schlitzen) 301c und den Drähten 303a der Positionierschablone 301 möglich, die Widerstandselemente 5 an gewünschten Positionen zwischen dem ersten Anschluss 1 und dem zweiten Anschluss 3 anzuordnen und die Freiheit in Bezug auf die angeordnete Form und Anzahl der Widerstandselemente zu erhöhen. Zusätzlich trägt das einfache Durchführen der Drähte dazu bei, die für den Zusammenbau erforderlichen Kosten zu senken. Es besteht außerdem der Vorteil, dass die Drähte nach der Befestigung der Widerstandselemente einfach entfernt werden können.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
Es wird ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
16 veranschaulicht ein Beispiel eines Teils des Herstellungsprozesses für den bei dem ersten und dem sechsten Ausführungsbeispiel beschriebenen Nebenschlusswiderstand A.
Wie in 16(a) gezeigt, wird ein Harz, wie zum Beispiel ein Epoxidharz 5x, auf eine äußere Umfangsfläche eines länglichen Widerstandsmaterials aufgetragen und gehärtet.
Dann wird das Widerstandsmaterial auf eine gewünschte Länge zugeschnitten, um die Widerstandselemente 5 zu vereinzeln.
Unter Bezugnahme auf 16(b), die eine Seitenansicht zeigt, werden die Widerstandselemente 5 zwischen dem ersten Anschluss 1 und dem zweiten Anschluss 3 angeordnet. Der zweite Anschluss 3 kann mit dem vorstehenden Abschnitt 6, der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, versehen sein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine isolierende Beschichtung auf der äußeren Umfangsfläche der Widerstandselemente 5 ausgebildet. Entsprechend ist es zum Beispiel bei dem siebten Ausführungsbeispiel möglich, einen Kurzschluss zwischen den Widerstandselementen 5 zu verhindern, selbst wenn die Widerstandselemente 5 an benachbarten Positionen angeordnet sind. Somit ist die Freiheit der Anordnung der Widerstandselemente 5 erhöht.
Es wird außerdem möglich, Schwankungen im Widerstandswert auf Grund einer Lötdochtwirkung zu unterbinden, wenn die Widerstandselemente 5 durch Löten an dem ersten Anschluss 1 und dem zweiten Anschluss 3 angebracht worden sind.
(Neuntes Ausführungsbeispiel)
Es wird ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
17 veranschaulicht ein Beispiel des Prozesses der Massenherstellung des in 11(c) veranschaulichten Nebenschlusswiderstands. Wie in 17(a) gezeigt, liegen ein erstes Anschlussmaterial 151a und ein zweites Anschlussmaterial 151b einander gegenüber. Ein erstes Widerstandsmaterial 153a und ein zweiten Widerstandsmaterial 153b liegen einander gegenüber und sind zwischen den Anschlussmaterialien angeordnet, wodurch eine im Wesentlichen quaderförmige Struktur hergestellt ist, wie in 17(b) gezeigt.
Wie in 17(c) gezeigt, wird eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 155a, 155c an sich gegenüberliegenden Positionen des ersten Anschlussmaterials 151a und des zweiten Anschlussmaterials 151b ausgebildet.
Wie in 17(d) gezeigt, wird Zuschneiden an einer vorgegebenen Position zur Vereinzelung durchgeführt. Wie in 17(e) gezeigt, werden die Spannungsmessanschlüsse 107a, 107b dann an Endflächen des ersten Anschlusses 151a beziehungsweise des zweiten Anschlusses 151b zum Beispiel durch Schweißen angeordnet.
Durch die obigen Schritte ist es möglich, den Nebenschlusswiderstand von 11(c) in großer Stückzahl zu fertigen.
In Bezug auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind die Aufbauweisen und dergleichen, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt sind, nicht als einschränkend zu verstehen und können soweit erforderlich auf andere Weise modifiziert werden, solange die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung erzielt werden können. Auch die Ausführungsbeispiele können soweit erforderlich modifiziert und ausgeführt werden, ohne den Umfang der Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Einen Teil der vorliegenden Erfindung bildende Elemente können bei Bedarf weggelassen oder ausgewählt werden, und eine Erfindung, die mit einem Aufbau versehen ist, der als Ergebnis einer derartigen Weglassung oder Auswahl erreicht wird, ist ebenfalls in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann in einem Nebenschlusswiderstand verwendet werden.
Bezugszeichenliste

A: Nebenschlusswiderstand
1: Erster Anschluss (Elektrode)
1a: Öffnungsabschnitt (erste Durchgangsöffnung)
3a: Öffnungsabschnitt (zweite Durchgangsöffnung)
3: Zweiter Anschluss (Elektrode)
5: Widerstandselement
6: Vorstehender Abschnitt
41: Montageträger (Verdrahtungsträger)
41a: Spannungsmessanschluss-Durchgangsöffnung
41b: Spannungsmessanschluss-Durchgangsöffnung
41c: Dritte Durchgangsöffnung
61a: Erster Spannungsmessanschluss
61b: Zweiter Spannungsmessanschluss
71: Sammelschiene
81: Gehäuse
85: Befestigungselement
91: Isoliermaterial
103: Schraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017026361 [0016]

Claims

Nebenschlusswiderstand, umfassend: einen ersten und einen zweiten Anschluss, die aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial hergestellt sind, und ein Widerstandselement, das zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss angeordnet ist, wobei: der erste und der zweite Anschluss jeweils eine in denselben ausgebildete Durchgangsöffnung aufweisen und wobei wenigstens einer des ersten und des zweiten Anschlusses einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der auf einer Seite desselben vorsteht, die einem Abschnitt, der mit dem Widerstandselement verbunden ist, gegenüberliegt.
Nebenschlusswiderstand nach Anspruch 1, umfassend eine Vielzahl von Widerstandselementen, wobei die Widerstandselemente den ersten und den zweiten Anschluss parallel verbinden.
Nebenschlusswiderstand nach Anspruch 2, wobei die Widerstandselemente um die Durchgangsöffnungen herum angeordnet sind.
Strommessvorrichtung, umfassend: ein erstes und ein zweites Verdrahtungselement, die einen Strompfad darstellen, ein Gehäuse, das das zweite Verdrahtungselement aufweist, einen Verdrahtungsträger und einen Nebenschlusswiderstand, der das erste Verdrahtungselement und das zweite Verdrahtungselement kurzschließt, wobei der Nebenschlusswiderstand einen ersten und einen zweiten Anschluss, die aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial hergestellt sind, und ein Widerstandselement, das zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss angeordnet ist, aufweist, wobei der erste und der zweite Anschluss eine erste Durchgangsöffnung beziehungsweise zweite Durchgangsöffnung aufweisen, die darin ausgebildet sind, wobei: der erste Anschluss mit dem ersten Verdrahtungselement verbunden ist, der zweite Anschluss und das zweite Verdrahtungselement durch eine in dem Verdrahtungsträger ausgebildete dritte Durchgangsöffnung verbunden sind und der Nebenschlusswiderstand und das zweite Verdrahtungselement durch ein Befestigungselement, das durch die erste Durchgangsöffnung und die zweite Durchgangsöffnung geführt ist, aneinander befestigt sind.
Strommessvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der zweite Anschluss einen an demselben ausgebildeten vorstehenden Abschnitt aufweist, wobei der vorstehende Abschnitt in der dritten Durchgangsöffnung aufgenommen ist.
Strommessvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der zweite Anschluss auf den Verdrahtungsträger um die dritte Durchgangsöffnung drückt.