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Die Erfindung betrifft eine Moduleinheit für die Industrieautomatisierung, umfassend eine elektrische Schnittstelle zum elektrischen Anschluss der Moduleinheit an eine weitere Moduleinheit.
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Die Moduleinheit, nachstehend auch als erste Moduleinheit bezeichnet, kann mit der weiteren Moduleinheit, nachstehend auch als zweite Moduleinheit bezeichnet, eine Modulanordnung aus aneinandergereihten Moduleinheiten bilden. Eine solche Modulanordnung kann auch als Reihenanordnung bezeichnet werden. Die Modulanordnung kann zweckmäßigerweise zwei oder mehr als zwei in Reihe angeordnete Moduleinheiten umfassen.
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Eine oder mehrere Moduleinheiten können jeweils über eine Funktionseinheit verfügen und/oder als Anschlussmodul für eine Funktionseinheit dienen. Eine Funktionseinheit umfasst z.B. eine Aktoreinheit, insbesondere eine Ventileinheit, und/oder eine Sensoreinheit.
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Zweckmäßigerweise sind die Moduleinheiten der Modulanordnung miteinander elektrisch verbunden, so dass über eine elektrische Schnittstelle, beispielsweise eine elektrische Schnittstelle der ersten Moduleinheit, elektrische Signale an mehrere, insbesondere sämtliche, Moduleinheiten der Modulanordnung übertragen werden können. Insbesondere sind die Moduleinheiten in einer Reihe geschaltet. Exemplarisch ist jede (außer der letzten) Moduleinheit über eine jeweilige erste elektrische Schnittstelle mit der in der Reihe nachfolgenden Moduleinheit elektrisch verbunden und jede (außer der ersten) Moduleinheit ist mit einer jeweiligen zweiten elektrischen Schnittstelle mit der in der Reihe vorangehenden Moduleinheit elektrisch verbunden. Die Moduleinheiten sind seriell zueinander geschaltet. Diese elektrische Verbindung der Moduleinheiten kann auch als elektrische Verkettung bezeichnet werden.
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Konventionell werden Steckverbindungen verwendet, um zwei in der Modulanordnung benachbarte Moduleinheiten miteinander elektrisch zu verbinden. So weist eine konventionelle erste Moduleinheit als elektrische Schnittstelle beispielsweise einen Stecker mit einem oder mehreren Kontaktstiften auf, der in eine Buchse einer zweiten Moduleinheit gesteckt werden kann, um einen elektrischen Kontakt zwischen den beiden Moduleinheiten herzustellen.
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Die
EP 0 364 618 A1 beschreibt ein Mehrfachsignalübertragungsgerät mit Ein- bzw. Ausgabemodulen, die jeweils ein Bodenteil umfassen. Benachbarte Module stehen von Bodenteil zu Bodenteil über Kontaktfedersätze in Kontaktverbindung.
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Die
EP 1 484 511 A1 beschreibt ein Verkettungsmodul mit einem Gehäuse und mit seitlichen Verkettungskontakten an dem Gehäuse zur elektrischen Kontaktierung mindestens eines weiteren Verkettungsmoduls. Es sind metallisierte Kunststoffglieder vorhanden, die im montierten Zustand des Verkettungsmoduls in elektrischem Kontakt zu nicht-federnden elektrischen Auflageflächen eines benachbarten Verkettungsmoduls stehen.
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Die
DE 20 2006 011 765 U1 beschreibt ein Leiterplatten-Verbindungssystem mit einer starrflexiblen Leiterplatte, die eine starre Basisplatte und eine Leiterbahn tragende flexible Folie aufweist, die an einer Stirnseite über die Basisplatte übersteht. Der wenigstens eine überstehende Bereich ist bogenförmig gekrümmt federnd mit seiner die Leiterbahnen tragenden Seite an Kontakten der wenigstens einen weitere Leiterplatte anlegbar.
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Die
US 6 002 589 A beschreibt ein integriertes Schaltungspaket mit einer Basis, an die ein „flex circuit“ mit Leiterbahnen („traces“) gekoppelt ist. Über die Leiterbahnen wird ein Kontakt zu einer Leiterplatte hergestellt.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Moduleinheit bereitzustellen, die kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Moduleinheit gemäß Anspruch 1. Die Moduleinheit umfasst eine elektrische Schnittstelle, die einen flexiblen Leiterbahnträger aufweist, der zum elektrischen Anschluss der Moduleinheit an die weitere Moduleinheit direkt an eine elektrische Schnittstelle der weiteren Moduleinheit anlegbar ist, um so einen elektrischen Kontakt zwischen dem flexiblen Leiterbahnträger und der elektrischen Schnittstelle der weiteren Moduleinheit herzustellen. Die elektrische Schnittstelle umfasst ein Federelement, das eine Federkraft auf den flexiblen Leiterbahnträger ausübt, so dass der flexible Leiterbahnträger bei Anlage an der elektrischen Schnittstelle der weiteren Moduleinheit durch die Federkraft gegen die elektrische Schnittstelle der weiteren Moduleinheit gedrückt wird, um so den elektrischen Kontakt herzustellen. Die Moduleinheit umfasst eine Dichtungsanordnung und das Federelement ist Teil der Dichtungsanordnung.
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Der flexible Leiterbahnträger ist beispielsweise eine flexible Leiterplatte oder eine flexible Leiterbahnfolie.
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Folglich wird die elektrische Verbindung zwischen zwei benachbarten Moduleinheiten dadurch hergestellt, dass ein flexibler Leiterbahnträger der ersten Moduleinheit direkt an eine elektrische Schnittstelle der zweiten Moduleinheit angelegt wird, so dass zwischen dem Leiterbahnträger und der elektrischen Schnittstelle ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei der elektrischen Schnittstelle der zweiten Moduleinheit ebenfalls um einen flexiblen Leiterbahnträger, so dass die elektrische Verbindung zwischen den beiden Moduleinheiten durch direkten Kontakt zweier flexibler Leiterbahnträger hergestellt wird. Insbesondere wird die elektrische Verbindung dadurch hergestellt, dass eine Leiterbahn des flexiblen Leiterbahnträgers der ersten Moduleinheit direkt an eine Leiterbahn des flexiblen Leiterbahnträgers der zweiten Moduleinheit angelegt wird und diese Leiterbahnen somit einander elektrisch kontaktieren. Die Leiterbahn eines oder beider Leiterbahnträger liegen dabei zweckmäßigerweise in der Flächenebene des jeweiligen Leiterbahnträgers und sind insbesondere keine Steckverbindungen und/oder Kontaktstifte.
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Eine elektrische Steckverbindung zur Herstellung der elektrischen Verbindung zweier benachbarter Moduleinheiten ist folglich nicht erforderlich und zweckmäßigerweise auch nicht vorhanden. Die Moduleinheit kann daher kostengünstig hergestellt werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nachstehend werden exemplarische Ausführungsformen unter Bezugnahme der Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Modulanordnung mit mehreren Moduleinheiten,
- 2 eine Seitenansicht der Modulanordnung,
- 3 eine Schnittansicht der Modulanordnung gemäß der in der 2 gezeigten Schnittlinie A-A,
- 4 eine vergrößerte Ansicht des in der 3 mit X gekennzeichneten Bereichs,
- 5 eine schematische Ansicht einer Moduleinheit,
- 6 eine schematische Ansicht einer Verbindungsanordnung.
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Nachfolgend wird auf die in den Figuren eingezeichneten, orthogonal zueinander ausgerichteten Raumrichtungen „x-Richtung“, „y-Richtung“ und „z-Richtung“ Bezug genommen. Die x-Richtung kann auch als Längsrichtung, die y-Richtung als Querrichtung oder Aufreihungsrichtung und die z-Richtung als Höhenrichtung bezeichnet werden.
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In den 1 bis 4 ist eine Modulanordnung 20 gezeigt, die exemplarisch die Moduleinheiten 10A, 10B und 10C umfasst. Zweckmäßigerweise stellt jede der Moduleinheiten 10A, 10B und 10C für sich genommen eine mögliche Ausführungsform dar. Nachfolgend soll primär auf die erste Moduleinheit 10A eingegangen werden. Die nachfolgenden, auf die erste Moduleinheit 10A bezogenen Erläuterungen gelten zweckmäßigerweise in Entsprechung auch für die weiteren Moduleinheiten der Modulanordnung 20, insbesondere für die zweite Moduleinheit 10B und/oder die dritte Moduleinheit 10C. Vorzugsweise ist die zweite Moduleinheit 10B und/oder die dritte Moduleinheit 10C identisch zur ersten Moduleinheit 10A ausgebildet.
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Die Moduleinheit 10A ist insbesondere für die Industrieautomatisierung ausgebildet und umfasst eine elektrische Schnittstelle 1A zum elektrischen Anschluss der Moduleinheit 10A an die weitere Moduleinheit 10B. Die elektrische Schnittstelle 1A ist in der 3 gezeigt.
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Die elektrische Schnittstelle 1A umfasst einen flexiblen Leiterbahnträger 3A, der direkt an eine elektrische Schnittstelle 2B der zweiten Moduleinheit 10B angelegt ist, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Leiterbahnträger 3A und der Schnittstelle 2B der weiteren Moduleinheit 10B hergestellt wird. Somit wird die Moduleinheit 10A mit der weiteren Moduleinheit 10B elektrisch verbunden.
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Nachstehend sollen weitere exemplarische Details erläutert werden.
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Zunächst soll auf den Grundaufbau der Modulanordnung 20 eingegangen werden:
- Die Modulanordnung 20 weist exemplarisch insgesamt eine quaderförmige Grundgestalt auf. Die z-Erstreckung der Modulanordnung 20 ist exemplarisch geringer als die y-Erstreckung und/oder die x-Erstreckung der Modulanordnung 20.
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Die Modulanordnung 20 umfasst die erste Moduleinheit 10A, die zweite Moduleinheit 10B und optional die dritte Moduleinheit 10C. Die Modulanordnung 20 kann zweckmäßigerweise auch mehr oder weniger als drei Moduleinheiten umfassen. Zweckmäßigerweise sind die Moduleinheiten der Modulanordnung 20 jeweils von der Modulanordnung 20 abnehmbar. Zweckmäßigerweise sind an die Modulanordnung 20 ein oder mehrere weitere Moduleinheiten anbringbar.
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An wenigstens einer - hier exemplarisch an beiden - normal zur y-Richtung ausgerichteten Stirnseiten weist die Modulanordnung 20 jeweils eine freie - also eine noch nicht belegte - Schnittstelle zum Anschluss wenigstens einer weiteren Moduleinheit auf. Im gezeigten Beispiel dienen die zweite Schnittstelle 2A der ersten Moduleinheit 10A und/oder die erste Schnittstelle 1C der letzten Moduleinheit 10C als freie Schnittstellen zum Anschluss jeweils einer weiteren Moduleinheit.
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Die Modulanordnung 20 ist als Reihenanordnung ausgeführt. Die Moduleinheiten 10A, 10B, 10C der Modulanordnung 20 sind in der in y-Richtung verlaufenden Aufreihungsrichtung aneinandergereiht. Vorzugsweise sind die Moduleinheiten der Modulanordnung 20 in z-Richtung und/oder x-Richtung zueinander fluchtend angeordnet. Exemplarisch ist die Außenkontur eines x-z-Schnitts der Modulanordnung 20 konstant entlang der y-Richtung, insbesondere über mehrere Moduleinheiten hinweg.
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Die flexiblen Leiterbahnträger zweier in der Modulanordnung 20 benachbarter Moduleinheiten liegen direkt aneinander an und stellen so einen elektrischen Kontakt zwischen den flexiblen Leiterbahnträgern her. Wie z.B. in der 3 zu sehen, liegt der flexible Leiterbahnträger 3A der ersten Moduleinheit 10A direkt an dem flexiblen Leiterbahnträger 3B der zweiten Moduleinheit 10B an. Ferner liegt der flexible Leiterbahnträger 3B der zweiten Moduleinheit 10B direkt an dem flexiblen Leiterbahnträger 3C der dritten Moduleinheit 10C an.
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Jede Moduleinheit 10A, 10B, 10C umfasst zweckmäßigerweise zwei elektrische Schnittstellen zum elektrischen Anschluss an in der Modulanordnung 20 benachbarte Moduleinheiten. Die erste Moduleinheit 10A umfasst die erste elektrische Schnittstelle 1A und die zweite elektrische Schnittstelle 2A. Die zweite Moduleinheit 10B umfasst die erste elektrische Schnittstelle 1B und die zweite elektrische Schnittstelle 2B. Die dritte Moduleinheit 10C umfasst die erste elektrische Schnittstelle 1C und die zweite elektrische Schnittstelle 2C.
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Die erste elektrische Schnittstelle 1A der ersten Moduleinheit 10A ist an der zweiten elektrischen Schnittstelle 2B der zweiten Moduleinheit 10B angeschlossen. Die erste elektrische Schnittstelle 1B der zweiten Moduleinheit 10B ist an der zweiten elektrischen Schnittstelle 2C der dritten Moduleinheit 10C angeschlossen.
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Die erste elektrische Schnittstelle einer Moduleinheit dient zum elektrischen Anschluss der Moduleinheit an eine in der Modulanordnung 20 nachfolgenden Moduleinheit. Die zweite elektrische Schnittstelle einer Moduleinheit dient zum elektrischen Anschluss der Moduleinheit an eine in der Modulanordnung 20 vorangehenden Moduleinheit.
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Die beiden elektrischen Schnittstellen einer Moduleinheit sind an zwei entgegengesetzt ausgerichteten Seiten der Moduleinheit angeordnet, wobei jede elektrische Schnittstelle an einer anderen Seite angeordnet ist. Die Seiten, an denen die elektrischen Schnittstellen angeordnet sind, sind zweckmäßigerweise normal zur Aufreihungsrichtung - exemplarisch zur y-Richtung - ausgerichtet.
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Über die elektrischen Schnittstellen der Moduleinheiten sind die Moduleinheiten der Modulanordnung elektrisch miteinander verbunden - also elektrisch verkettet. Vorzugsweise sind die Moduleinheiten über die elektrischen Schnittstellen in Reihe zueinander geschaltet. Die elektrische Verkettung der Moduleinheiten ist insbesondere derart, dass eine Übertragung eines elektrischen Signals zwischen zwei nicht-benachbarten Moduleinheiten dadurch erfolgt, dass das Signal über die zwischen den nicht-benachbarten Moduleinheiten liegende(n) Moduleinheit(en) läuft. Im gezeigten Beispiel läuft ein von der ersten Moduleinheit 10A zu der dritten Moduleinheit 10C zu übertragendes Signal beispielsweise über die zweite Moduleinheit 10B. Vorzugsweise ist die durch die elektrischen Schnittstellen bereitgestellte elektrische Verkettung derart, dass ausgehend von einer Moduleinheit - beispielsweise der ersten Moduleinheit 10A - elektrische Signale an mehrere, insbesondere sämtliche, weitere Moduleinheiten der Modulanordnung 20 übertragen werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine (in den Figuren nicht gezeigte) Steuervorrichtung vorhanden, die wenigstens einer Moduleinheit - beispielsweise der ersten Moduleinheit 10A - der Moduleinheit 20 ein elektrisches Signal bereitstellt. Zweckmäßigerweise wird das bereitgestellte elektrische Signal von dieser Moduleinheit über die durch die elektrischen Schnittstellen bereitgestellte elektrische Verkettung an eine andere Moduleinheit übertragen. Das elektrische Signal dient beispielsweise dazu, eine Funktionseinheit, beispielsweise eine Ventileinheit, anzusteuern.
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Exemplarisch sind die Moduleinheiten 10A, 10B, 10C über mechanische Kopplungsmittel aneinander befestigt. Zweckmäßigerweise werden die Moduleinheiten 10A, 10B, 10C über die mechanischen Kopplungsmittel in y-Richtung aneinander gedrückt. Die mechanischen Kopplungsmittel umfassen exemplarisch Befestigungsabschnitte 12 und/oder ein oder mehrere Befestigungselemente 14. Exemplarisch umfasst jede Moduleinheit 10A, 10B, 10C wenigstens ein Befestigungsabschnitt 12, der zweckmäßigerweise ein Befestigungsloch bereitstellt. Ein Befestigungselement 14, exemplarisch eine Befestigungsschraube, ist in die Befestigungsabschnitte 12 der Moduleinheiten 10A, 10B, 10C eingesetzt. Das Befestigungselement 14 ist in Aufreihungsrichtung - also in y-Richtung - ausgerichtet. Über eine Befestigungsmutter werden die Moduleinheiten 10A, 10B, 10C in y-Richtung aneinander gedrückt.
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Nachfolgend wird im Detail auf die Moduleinheiten 10A, 10B, 10C eingegangen. Der Einfachheit halber sind die nachfolgenden Erläuterungen primär auf die erste Moduleinheit 10A gerichtet; die weiteren Moduleinheiten 10B, 10C sind zweckmäßigerweise identisch ausgebildet.
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Die Moduleinheit 10A ist zweckmäßigerweise als Anschlussmodul ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Moduleinheit 10A einen (in den 1 bis 4 nicht gezeigten) fluidischen Anschluss und/oder einen zusätzlich zur elektrischen Schnittstelle vorhandenen elektrischen Anschluss 17. An den elektrischen Anschluss 17 ist beispielsweise eine Funktionseinheit, insbesondere eine Ventileinheit anschließbar oder angeschlossen.
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Die Moduleinheit 10A hat exemplarisch eine im Wesentlichen quaderförmige Grundgestalt. Die Moduleinheit 10A ist insbesondere als Scheibenmodul ausgeführt. Die Moduleinheit 10A ist mit ihrer Längsachse parallel zur x-Richtung ausgerichtet. Die x-Erstreckung der Moduleinheit 10A ist zweckmäßigerweise größer als die y-Erstreckung und/oder größer als die z-Erstreckung der Moduleinheit 10A. Die Moduleinheit 10A verfügt über zwei normal zur y-Richtung ausgerichtete Längsseiten. Bei den Längsseiten handelt es sich zweckmäßigerweise um die flächenmäßig größten Seiten der Moduleinheit 10A. Zweckmäßigerweise ist die erste elektrische Schnittstelle 1A und/oder die zweite elektrische Schnittstelle 2A jeweils an einer jeweiligen flächenmäßig größten Seite - also exemplarisch einer Längsseite - der Moduleinheit 10A angeordnet. Die erste elektrische Schnittstelle 1A ist zweckmäßigerweise an einer ersten Längsseite und die zweite elektrische Schnittstelle 2A ist an einer zweiten Längsseite angeordnet. Zweckmäßigerweise liegt die erste Moduleinheit 10A mit ihrer ersten Längsseite an der zweiten Längsseite der in der Modulanordnung 20 benachbart angeordneten zweiten Moduleinheit 10B an.
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Die Moduleinheit 10A verfügt über zwei normal zur x-Richtung ausgerichtete Querseiten. An den Querseiten befinden sich zweckmäßigerweise die Befestigungsabschnitte 12. Exemplarisch ist an jeder Querseite ein Befestigungsabschnitt 12 angeordnet.
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Die Moduleinheit 10A verfügt ferner über eine Oberseite und eine Unterseite, die normal zur z-Richtung ausgerichtet sind. Exemplarisch ist an der Oberseite der vorstehend erwähnte elektrische Anschluss 17 zugänglich. Exemplarisch ist an der Oberseite eine Anschlussöffnung 18 vorhanden, über die der elektrische Anschluss 17 zugänglich ist. An den elektrischen Anschluss 17 kann beispielsweise eine Funktionseinheit, insbesondere eine Ventileinheit, angeschlossen werden.
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Wie vorstehend bereits erwähnt, umfasst die Moduleinheit 10A die beiden elektrischen Schnittstellen 1A und 2A, die auf zwei entgegengesetzt ausgerichteten Seiten, exemplarisch den Längsseiten, der Moduleinheit 10A angeordnet sind. Zweckmäßigerweise umfassen beide elektrische Schnittstellen 1A und 2A ein und denselben Leiterbahnträger 3A. Der flexible Leiterbahnträger 3A umfasst für jede der beiden elektrischen Schnittstellen 1A, 2A einen jeweiligen Kontaktabschnitt 21, 22, der an eine elektrische Schnittstelle einer benachbarten Moduleinheit anlegbar ist, um einen elektrischen Kontakt zu der benachbarten Moduleinheit bereitzustellen.
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Nachfolgend soll näher auf den flexiblen Leiterbahnträger 3A eingegangen werden.
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Der flexible Leiterbahnträger 3A ist vorzugsweise eine flexible Leiterplatte oder eine flexible Leiterbahnfolie.
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Der flexible Leiterbahnträger 3A hat zweckmäßigerweise eine plattenförmige Form und ist insbesondere rechteckig. Der flexible Leiterbahnträger 3A ist vorzugsweise einstückig ausgeführt. Der flexible Leiterbahnträger 3A umfasst zweckmäßigerweise ein flexibles Substrat, auf dem ein oder mehrere Leiterbahnen angeordnet sind. Die ein oder mehreren Leiterbahnen sind zweckmäßigerweise auf der Oberseite des Substrats angeordnet. Die ein oder mehreren Leiterbahnen sind zweckmäßigerweise aufgedruckt und/oder durch Galvanisierung aufgebracht und/oder durch Ätzung strukturiert. Die eine oder mehreren Leiterbahnen liegen beim elektrischen Anschluss an die weitere Moduleinheit direkt an der elektrischen Schnittstelle der weiteren Moduleinheit an und stellt so den elektrischen Kontakt zur weiteren Moduleinheit her.
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Der flexible Leiterbahnträger 3A umfasst zweckmäßigerweise mehrere insbesondere nicht-überlappende Abschnitte, die in verschiedene Raumrichtungen ausgerichtet sind. Der plattenförmige Körper des flexiblen Leiterbahnträgers 3A ist um mehrere in x-Richtung verlaufende Biegeachsen gebogen, wodurch sich die verschiedenen Abschnitte ergeben.
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Die Abschnitte umfassen insbesondere einen ersten Kontaktabschnitt 21, einen zweiten Kontaktabschnitt 22, einen Verbindungsabschnitt 23, einen ersten Endabschnitt 24 und/oder einen zweiten Endabschnitt 25.
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Der erste Kontaktabschnitt 21 stellt die erste elektrische Schnittstelle 1A bereit. Der erste Kontaktabschnitt 21 ist normal zur y-Richtung ausgerichtet. Exemplarisch ist der erste Kontaktabschnitt 21 rechteckig, wobei die x-Erstreckung des ersten Kontaktabschnitts 21 größer ist als die z-Erstreckung des ersten Kontaktabschnitts 21. Der erste Kontaktabschnitt 21 ist an einer ersten Außenseite, insbesondere einer Längsseite, der ersten Moduleinheit 10A angeordnet. Der erste Kontaktabschnitt 21 stellt insbesondere Teil einer Außenseite der Moduleinheit 10A dar und ist zweckmäßigerweise von außen frei zugänglich. Eine auf dem ersten Kontaktabschnitt 21 befindliche Leiterbahn liegt direkt an einer Leiterbahn des flexiblen Leiterbahnträgers 3B der zweiten Moduleinheit 10B an und stellt so den elektrischen Kontakt zur zweiten Moduleinheit 10B her. Die Leiterbahn, die den elektrischen Kontakt herstellt, liegt zweckmäßigerweise in der Flächenebene des ersten Kontaktabschnitts 21. Die Leiterbahn ist kein Stecker, insbesondere kein Kontaktstift.
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An den ersten Kontaktabschnitt 21 schließt sich der Verbindungsabschnitt 23 an, der exemplarisch normal zur z-Richtung ausgerichtet ist. Der Verbindungsabschnitt 23 verbindet den ersten Kontaktabschnitt 21 und den zweiten Kontaktabschnitt 22. Der Verbindungsabschnitt 23 erstreckt sich über die gesamte y-Erstreckung der Moduleinheit 10A. Der Verbindungsabschnitt 23 ist rechteckig.
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An den ersten Kontaktabschnitt 21 schließt sich exemplarisch ferner der erste Endabschnitt 24 an. Der erste Endabschnitt 24 ist normal zu einer y-z-Richtung ausgerichtet.
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Der zweite Kontaktabschnitt 22 stellt die zweite elektrische Schnittstelle 2A bereit. Der zweite Kontaktabschnitt 22 ist normal zur y-Richtung ausgerichtet. Exemplarisch ist der zweite Kontaktabschnitt 22 rechteckig, wobei die x-Erstreckung des zweiten Kontaktabschnitts 22 größer ist als die z-Erstreckung des zweiten Kontaktabschnitts 22. Der zweite Kontaktabschnitt 22 ist an einer zweiten Außenseite, insbesondere einer Längsseite, der ersten Moduleinheit 10A angeordnet. Der zweite Kontaktabschnitt 21 stellt insbesondere Teil einer Außenseite der Moduleinheit 10A dar und ist zweckmäßigerweise von außen frei zugänglich. An eine auf dem zweiten Kontaktabschnitt 22 befindliche Leiterbahn kann direkt eine Leiterbahn eines flexiblen Leiterbahnträgers einer weiteren Moduleinheit angelegt werden, um so den elektrischen Kontakt zur weiteren Moduleinheit herzustellen. Die Leiterbahn, die den elektrischen Kontakt herstellen kann, liegt zweckmäßigerweise in der Flächenebene des zweiten Kontaktabschnitts 22. Die Leiterbahn ist kein Stecker, insbesondere kein Kontaktstift.
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Die Moduleinheit 10A umfasst ein Modulgehäuse 15, das zweckmäßigerweise die Außenwandung der Moduleinheit 10A bereitstellt. Das Modulgehäuse 15 ist exemplarisch rahmenförmig ausgeführt. Das Modulgehäuse 15 verfügt über einen Aufnahmeschacht 16, der zweckmäßigerweise an der ersten und/oder zweiten Längsseite des Modulgehäuses 15 ausmündet. Zweckmäßigerweise durchsetzt der Aufnahmeschacht 16 das Modulgehäuse 15 in y-Richtung. An der ersten Längsseite der Moduleinheit 10A befindet sich eine erste Ausmündungsöffnung des Aufnahmeschachts 16 und an der zweiten Längsseite der Moduleinheit 10A befindet sich eine zweite Ausmündungsöffnung des Aufnahmeschachts 16. Der Aufnahmeschacht 16 und/oder die erste und/oder die zweite Ausmündungsöffnung haben exemplarisch einen rechteckigen x-z-Querschnitt.
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Der flexible Leiterbahnträger 3A ist in dem Aufnahmeschacht 16 angeordnet, und zwar derart, dass sich der erste Kontaktabschnitt 21 in der ersten Ausmündungsöffnung befindet und sich der zweite Kontaktabschnitt 22 in der zweiten Ausmündungsöffnung befindet. Der erste Kontaktabschnitt 21 und der zweite Kontaktabschnitt 22 liegen insbesondere in der Flächenebene der jeweiligen Längsseite, an der sie angeordnet sind, und sind von außerhalb der Moduleinheit 10A frei zugänglich (in einem Zustand, in dem die jeweilige elektrische Schnittstelle nicht belegt ist - also nicht an einer weiteren Moduleinheit angeschlossen ist).
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Die Kontaktabschnitte 21, 22 sind in z-Richtung exemplarisch in einem zentralen Bereich des Aufnahmeschachts 16 angeordnet und erstrecken sich zweckmäßigerweise in x-Richtung über mehr als die Hälfte der x-Erstreckung des Aufnahmeschachts 16.
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Die Moduleinheit 10A umfasst exemplarisch einen Auflageabschnitt 6, auf dem der flexible Leiterbahnträger 3A aufliegt. Der Auflageabschnitt 6 ist in dem Aufnahmeschacht 16 angeordnet. Der Auflageabschnitt 6 ist zweckmäßigerweise quaderförmig ausgeführt, wobei die z-Erstreckung des Auflageabschnitts 6 exemplarisch kleiner ist als die x-Erstreckung und/oder die y-Erstreckung des Auflageabschnitts 6. Der Auflageabschnitt 6 ist mit seiner flächenmäßig größten Seite normal zur z-Richtung ausgerichtet. Der Auflageabschnitt 6 erstreckt sich exemplarisch über die gesamte x-Erstreckung des Aufnahmeschachts 16 und verläuft von einer querseitigen Innenwand zur gegenüberliegenden querseitigen Innenwand des Aufnahmeschachts 16. Der Auflageabschnitt 6 erstreckt sich zweckmäßigerweise über die gesamte y-Erstreckung des Aufnahmeschachts 16. Der Auflageabschnitt 6 ist in z-Richtung in einem zentralen Bereich des Aufnahmeschachts 16 angeordnet. Exemplarisch unterteilt der Auflageabschnitt 6 den Aufnahmeschacht 16 in einen oberen und einen unteren Schachtabschnitt.
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Der Auflageabschnitt 6 stellt insbesondere in y-Richtung eine Auflage für die Unterseite der Kontaktabschnitte 21, 22 bereit, so dass ein jeweiliger Kontaktabschnitt 21, 22 bei Anlage an eine elektrische Schnittstelle einer weiteren Moduleinheit eine Kraft in y-Richtung erfahren kann, mit der der Kontaktabschnitt 21, 22 gegen die elektrische Schnittstelle der weiteren Moduleinheit gedrückt wird.
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Der flexible Leiterbahnträger 3A ist um den Auflageabschnitt 6 herumgebogen und/oder gewunden. Insbesondere ist der flexible Leiterbahnträger 3A um in x-Richtung verlaufende Kanten des Auflageabschnitts gebogen. Hierdurch ergeben sich die vorstehend erwähnten Abschnitte des flexiblen Leiterbahnträgers 3A. Der Verbindungsabschnitt 23 liegt auf der Oberseite des Auflageabschnitts 6 auf und die Kontaktabschnitte 21, 22 liegen auf jeweiligen längsseitigen Stirnseiten des Auflageabschnitts 6 auf. Die Endabschnitte 24, 25 verlaufen exemplarisch frei in dem unteren Schachtabschnitt hin zum Boden des Aufnahmeschachts 16, auf dem sie zweckmäßigerweise aufliegen.
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Die Moduleinheit 10A umfasst zweckmäßigerweise wenigstens einen Führungsschlitz 7, in den der flexible Leiterbahnträger 3A eingesetzt ist. Exemplarisch verfügt die Moduleinheit 10A über zwei Führungsschlitze 7, die an den querseitigen Innenwänden des Aufnahmeschachts 16 angeordnet sind. Jeder Führungsschlitz 7 verläuft in y-Richtung. Zweckmäßigerweise sind die in x-Richtung äußeren Randabschnitte des Verbindungsabschnitts 23 in die Führungsschlitze 7 eingesetzt. Die Führungsschlitze 7 fixieren den flexiblen Leiterbahnträger 3A in z-Richtung. Jeder Führungsschlitz 7 ist exemplarisch als Zwischenraum zwischen dem Auflageabschnitt 6, insbesondere der Oberseite des Auflageabschnitts 6, und einem jeweiligen, an der querseitigen Innenwand des Aufnahmeschachts 16 angeordneten Führungsabschnitts 9 ausgebildet. An jeder der querseitigen Innenwände ist jeweils ein Führungsabschnitt 9 angeordnet. Jeder Führungsabschnitt 9 ragt in x-Richtung von der jeweiligen querseitigen Innenwand ab, und zwar nach innen in den Aufnahmeschacht 16. Jeder Führungsabschnitt 9 ist exemplarisch länglich ausgeführt und mit seiner Längsachse in y-Richtung ausgerichtet.
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Die Moduleinheit 10A umfasst zweckmäßigerweise wenigstens einen Vorsprung 8, der exemplarisch als Pin ausgeführt ist. Exemplarisch umfasst die Moduleinheit 10A zwei Vorsprünge 8. Der Leiterbahnträger 3A umfasst wenigstens eine Vorsprungs-Aufnahme, in die der Vorsprung 8 eingesetzt ist. Exemplarisch umfasst der Leiterbahnträger 3A zwei Vorsprungs-Aufnahmen. Die Vorsprungs-Aufnahmen sind exemplarisch als Durchgangslöcher ausgeführt. Zweckmäßigerweise befinden sich die Vorsprünge 8 an der Oberseite des Aufnahmeabschnitts 6. Die Vorsprungs-Aufnahmen befinden sich zweckmäßigerweise an dem Verbindungsabschnitt 23 des flexiblen Leiterbahnträgers 3A. Durch die in die Vorsprungs-Aufnahmen eingesetzten Vorsprünge 8 wird der Leiterbahnträger 3A in y-Richtung und x-Richtung fixiert und zweckmäßigerweise genau positioniert.
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Die Moduleinheit 10A umfasst ferner ein Federelement 4, das eine Federkraft auf den flexiblen Leiterbahnträger 3A ausübt, so dass der flexible Leiterbahnträger 3A bei Anlage an der elektrischen Schnittstelle 2B der weiteren Moduleinheit 10B durch die Federkraft gegen die elektrische Schnittstelle 2B der weiteren Moduleinheit 10B gedrückt wird. Das Federelement 4 ist exemplarisch zwischen dem flexiblen Leiterbahnträger 3A, insbesondere dem Kontaktabschnitt 21, und dem Auflageabschnitt 6 angeordnet. Exemplarisch umfasst die Moduleinheit 10A nur an der ersten elektrischen Schnittstelle 1A ein Federelement 4; an der zweiten elektrischen Schnittstelle 2A ist zweckmäßigerweise kein Federelement 4 vorhanden. Alternativ dazu kann die Moduleinheit 10A auch an der zweiten elektrischen Schnittstelle 2A ein Federelement aufweisen.
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Das Federelement 4 ist zweckmäßigerweise aus elastisch verformbarem Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer, gefertigt. Das Federelement 4 ist an der längsseitigen Stirnseite des Auflageabschnitts 6 angeordnet. Das Federelement 4 ist länglich ausgeführt und mit seiner Längsachse in x-Richtung ausgerichtet. Exemplarisch verläuft das Federelement 4 über die gesamte x-Erstreckung des Auflageabschnitts 6. Zweckmäßigerweise ist an der längsseitigen Stirnseite des Auflageabschnitts 6 eine Nut vorhanden, in der das Federelement 4 angeordnet ist. Das Federelement 4 hat exemplarisch eine zylindrische Form.
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Die Moduleinheit 10A umfasst eine Dichtungsanordnung 5, die insbesondere dazu dient, in einem Zustand, in dem die Moduleinheit 10A an einer weiteren Moduleinheit angebracht ist und eine Modulanordnung bildet, den Aufnahmeschacht 16 gegenüber der Umgebung der Modulanordnung abzudichten. Die Dichtungsanordnung 5 umfasst zweckmäßigerweise einen Dichtungsabschnitt, der an der ersten Längsseite der Moduleinheit 10A angeordnet ist. Der Dichtungsabschnitt umläuft zweckmäßigerweise die erste Ausmündungsöffnung des Aufnahmeschachts 16. Exemplarisch hat der Dichtungsabschnitt einen geschlossenen und/oder rechteckigen Verlauf.
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Die Dichtungsanordnung 5 umfasst zweckmäßigerweise ferner das Federelement 4, so dass das Federelement 4 Teil der Dichtungsanordnung 5 ist. Zweckmäßigerweise ist die Dichtungsanordnung 5 einstückig ausgeführt. Das Federelement 4 ist direkt mit dem Dichtungsabschnitt verbunden. Zweckmäßigerweise verfügt der Dichtungsabschnitt über zwei in z-Richtung verlaufende Vertikalabschnitte und das Federelement 4 verläuft in x-Richtung von dem ersten Vertikalabschnitt zum zweiten Vertikalabschnitt.
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Die 5 zeigt eine Moduleinheit 30, die zweckmäßigerweise eine Weiterbildung der Moduleinheit 10A darstellt, so dass eine, mehrere oder sämtliche vorstehenden Ausführungen zweckmäßigerweise auch für die Moduleinheit 30 gelten. Die Moduleinheit 30 umfasst zweckmäßigerweise eine elektrische Schnittstelle 1A, die durch einen Kontaktabschnitt 21 eines flexiblen Leiterbahnträgers 3A gebildet wird. Die Moduleinheit 30 umfasst ein Modulgehäuse 15 mit einem Aufnahmeschacht 16, in dem der flexible Leiterbahnträger 3A angeordnet ist. Die Moduleinheit 30 umfasst zweckmäßigerweise ferner eine zweite elektrische Schnittstelle 2A (wie die Moduleinheit 10A). Die elektrischen Schnittstellen 1A, 2A liegen auf einander abgewandten Seiten.
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Die Moduleinheit 30 ist zweckmäßigerweise als Scheibenmodul ausgeführt. Die Moduleinheit 30 umfasst ein Anschlussmodul 31. Die elektrische Schnittstelle 1A ist zweckmäßigerweise Teil des Anschlussmoduls 31. Die Moduleinheit 30 umfasst wenigstens einen fluidischen Anschluss 19. Exemplarisch umfasst die Moduleinheit 30 zwei fluidische Anschlüsse 19. Die fluidischen Anschlüssen dienen zweckmäßigerweise zum Anschluss von fluidischen Leitungen, insbesondere Schläuchen. Die fluidischen Anschlüsse 19 sind zweckmäßigerweise an einer normal zur x-Richtung ausgerichteten querseitigen Stirnseite des Modulgehäuses 15 angeordnet. Die fluidischen Anschlüsse 19 sind insbesondere an dem Anschlussmodul 31 angeordnet.
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Die Moduleinheit 30 umfasst ein oder mehrere Ventileinheiten 32. Exemplarisch umfasst die Moduleinheit 30 zwei Vorsteuerventileinheiten 33 und eine Hauptventileinheit 34. Die Vorsteuerventileinheiten 33 sind exemplarisch als Magnetventile ausgebildet und dienen dazu, das Ventilglied der Hauptventileinheit 34 zu betätigen. Das Ventilglied der Hauptventileinheit 34 dient zweckmäßigerweise dazu, eine mit einem fluidischen Anschluss 19 fluidisch verbundene fluidische Leitung zu sperren oder zu öffnen.
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Eine mehrere oder sämtliche Ventileinheiten 32 sind zweckmäßigerweise als Ventilmodule ausgeführt und können von dem Anschlussmodul 31 abgenommen werden. Die Ventileinheiten 32 sind zweckmäßigerweise an der Oberseite des Anschlussmoduls 31 angebracht. Die Vorsteuerventileinheiten 33 sind zweckmäßigerweise über eine oder mehrere insbesondere an der Oberseite des Anschlussmoduls 31 vorgesehene zusätzliche elektrische Anschlüsse mit dem Anschlussmodul 31, insbesondere der ersten elektrischen Schnittstelle 1A, elektrisch verbunden. Zweckmäßigerweise kann über die erste elektrische Schnittstelle 1A ein elektrisches Signal an die Vorsteuerventileinheiten 33 übertragen werden, um so eine Betätigung des Ventilglieds der Hauptventileinheit 34 zu bewirken.
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Gemäß einer in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform sind mehrere Moduleinheiten 30 in y-Richtung aneinandergereiht und bilden eine Modulanordnung. Die vorstehenden, auf die Modulanordnung 20 bezogenen Erläuterungen gelten zweckmäßigerweise auch für diese Modulanordnung. Vorzugsweise besteht auch bei dieser Modulanordnung eine elektrische Verkettung der Moduleinheiten, die über die beiden elektrischen Schnittstellen jeder Moduleinheit 30 verläuft.
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Die 6 zeigt einen Verbindungsaufbau 40, umfassend einen ersten flexiblen Leiterbahnträger 63A, der als flexible Leiterbahnplatte oder als flexible Leiterbahnfolie ausgebildet ist, einen zweiten flexiblen Leiterbahnträger 63B, der als flexible Leiterbahnplatte oder als flexible Leiterbahnfolie ausgebildet ist, und ein Federelement 64, das eine Federkraft auf den ersten flexiblen Leiterbahnträger 63A ausübt, so dass der erste flexible Leiterbahnträger 63A gegen den zweiten elektrischen Leiterbahnträger 63B gedrückt wird und dadurch ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden elektrischen Leiterbahnträgern 63A, 63B hergestellt wird. Insbesondere wird ein direkter elektrischer Kontakt zwischen einer auf dem ersten elektrischen Leiterbahnträger 63A angeordneten Leiterbahn und einer auf dem zweiten elektrischen Leiterbahnträger 63B angeordneten Leiterbahn hergestellt.
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Der Verbindungsaufbau 40 umfasst ferner einen Auflageabschnitt 66, auf dem der zweite flexible Leiterbahnträger 63B aufliegt. Der Verbindungsaufbau 40 umfasst ferner einen Stützabschnitt 65, an dem das Federelement 64 abgestützt ist.
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Der erste flexible Leiterbahnträger 63A umfasst exemplarisch einen ersten Kontaktabschnitt 61A, einen zweiten Kontaktabschnitt 62A und einen Verbindungsabschnitt 67A, der den ersten Kontaktabschnitt 61A und den zweiten Kontaktabschnitt 62A miteinander verbindet. Der erste Kontaktabschnitt 61A ist gegenüber dem zweiten Kontaktabschnitt 62A und zweckmäßigerweise auch gegenüber dem Verbindungsabschnitt 67A um 180 Grad gedreht - ist also entgegengesetzt zum zweiten Kontaktabschnitt 62A ausgerichtet. Insbesondere ist der erste Kontaktabschnitt 61A gegenüber dem ersten Kontaktabschnitt 62A um 180 Grad um eine in x-Richtung verlaufende Biegeachse umgebogen.
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Der zweite flexible Leiterbahnträger 63B ist in Entsprechung dazu ausgebildet: Der zweite flexible Leiterbahnträger 63B umfasst exemplarisch einen ersten Kontaktabschnitt 61B, einen zweiten Kontaktabschnitt 62B und einen Verbindungsabschnitt 67B, der den ersten Kontaktabschnitt 61B und den zweiten Kontaktabschnitt 62B miteinander verbindet. Der erste Kontaktabschnitt 61B ist gegenüber dem zweiten Kontaktabschnitt 62B und zweckmäßigerweise auch gegenüber dem Verbindungsabschnitt 67B um 180 Grad gedreht - ist also entgegengesetzt zum zweiten Kontaktabschnitt 62B ausgerichtet. Insbesondere ist der erste Kontaktabschnitt 61B gegenüber dem ersten Kontaktabschnitt 62B um 180 Grad um eine in x-Richtung verlaufende Biegeachse umgebogen.
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Der erste Kontaktabschnitt 61A des ersten Leiterbahnträgers 63A liegt direkt auf dem zweiten Kontaktabschnitt 62B des zweiten Leiterbahnträgers 63B auf, wodurch ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Leiterbahnträgern 63A, 63B hergestellt wird.
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Nachstehend sollen weitere exemplarische Details erläutert werden.
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Zweckmäßigerweise wird eine Ventilinsel, insbesondere eine modular aufgebaute Ventilinsel, bereitgestellt und eine vorstehend beschriebene Modulanordnung ist insbesondere Teil der Ventilinsel. Die vorstehend beschriebenen Moduleinheiten dienen insbesondere als Anschlussplatten der Ventilinsel. Die vorstehend beschriebenen Leiterbahnträger dienen insbesondere als Verkettungsplatinen, welche elektrische Leitungen von einem Steckeranschluss, beispielsweise einem Multipol, und/oder einer Steuervorrichtung zu einzelnen Ventileinheiten der Ventilinsel leiten.
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Die vorstehend erwähnten flexiblen Leiterbahnträger sind insbesondere leitfähig bedruckte Folien. Die Folien werden zweckmäßigerweise von Rolle zu Rolle produziert. Die vorstehend erwähten Moduleinheiten weisen zweckmäßigerweise keinen Steckverbinder auf. Stattdessen wird ein elektrischer Kontakt zwischen zwei Moduleinheiten dadurch hergestellt, dass die leitfähig bedruckten Folien zweier Moduleinheiten mit ihrer leitfähigen Schicht direkt aufeinander kontaktieren. Die zur sicheren Kontaktierung notwendige Kontaktkraft wird durch ein Federelement aufgebracht, welches von außen eine Kraft auf die beiden Folien aufbringt. Die Kraft wirkt zweckmäßigerweise auf mehrere Leiterbahnen. In diesem Beispiel ist das Federelement ein Elastomer.
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Innerhalb der elektrisch zu verkettenden Moduleinheit ist der Leiterbahnträger in einen Führungsschlitz eingelegt. Die Unterseite des Führungsschlitzes bildet ein Auflageabschnitt für den Leiterbahnenträger. Der Leiterbahnenträger ist um den Auflageabschnitt gewickelt, so dass die Leiterbahnen jeweils auf den Stirnseiten der Moduleinheiten positioniert sind. Werden die Moduleinheiten zusammengefügt, kontaktiert ein Leiterbahnträger einer Moduleinheit einen Leiterbahnträger einer anderen Moduleinheit. Die notwendige Kontaktkraft wird durch ein Federelement, exemplarisch ein Teil einer Dichtungsanordnung, insbesondere einer Formdichtung, einer Moduleinheit, aufgebracht. Die Formdichtung (kann auch als IP-Dichtung bezeichnet werden) dient ferner dazu, um den Aufnahmeschacht, insbesondere einen Elektronikschacht, nach außen hin abzudichten. Um den Leiterbahnträger genau innerhalb der Verkettung zu positionieren, sind auf dem Auflageabschnitt Vorsprünge, insbesondere Pins, ausgeführt, welche in Löcher des Leiterbahnenträgers greifen. Gleichzeitig wird der Leiterbahnenträger damit im Führungsschlitz gehalten.
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Nach außen (z.B. zu einer Ventileinheit) kann die Verkettung durch Federkontakte kontaktiert werden, insbesondere über einen an der Oberseite der Moduleinheit befindlichen zusätzlichen elektrischen Anschluss.
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Es wird folglich insbesondere eine modulare Verkettung unter Verwendung von flexiblen Leiterbahnenträgern bereitgestellt, welche ohne Steckverbinder auskommt, bei der die Leiterbahnen direkt aufeinander kontaktieren. Zweckmäßigerweise ist das Federelement als Elastomer ausgeführt. Das Federelement ist insbesondere Teil einer Formdichtung.
