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Die Erfindung betrifft eine Hydrauliksystemdichtung, umfassend eine Trägerlage mit ersten Dichtabschnitten und zweiten Dichtabschnitten, wobei die Dichtabschnitte auf voneinander abgewandten Seiten der Trägerlage angeordnet sind, wobei die ersten und/oder die zweiten Dichtabschnitte mindestens eine Elastomerdichtung umfassen, die in mindestens einem ersten Bereich mindestens einer ebenen Trägerfläche der Trägerlage auf diese aufgebracht ist, wobei mindestens ein zweiter Bereich der mindestens einen Trägerfläche keinen Dichtabschnitt aufweist.
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Aus der
US 5,582,415 ist eine Steuerventileinheit für ein Automatikgetriebe bekannt, welche eine Trägerlage mit Elastomerdichtungen umfasst, die auf voneinander abgewandte Trägerflächen der Trägerlage auf die Trägerflächen aufgedruckt sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hydrauliksystemdichtung zu schaffen, welche eine hohe Dichtwirkung aufweist und eine möglichst verzugsfreie Montage ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Zusatzelement vorgesehen ist, welches eine Anlagefläche zur Anlage gegen zumindest einen Abschnitt des mindestens einen zweiten Bereichs der Trägerfläche aufweist, wobei die Anlagefläche in einem in einem Hydrauliksystem montierten Zustand der Hydrauliksystemdichtung als zu der mindestens einen Elastomerdichtung versetzte Krafthauptschlussfläche wirksam ist.
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Das Zusatzelement ermöglicht es, die in einem montierten Zustand der Trägerlage auf die Trägerlage wirkenden Druckkräfte so zu verteilen, dass sie nur teilweise in die Elastomerdichtungen eingeleitet werden. Die Elastomerdichtungen liegen also nicht im Krafthauptfluss, sondern im Kraftnebenfluss. Dadurch, dass die Elastomerdichtungen nicht im Krafthauptfluss liegen, wird eine zu weitgehende ”Quetschung” der Elastomerdichtungen verhindert. Die Elastomerdichtungen können dadurch, dass sie von Montagekräften entkoppelt sind, auf eine maximale Dichtwirkung optimiert werden und müssen daher nicht – wie bei der eingangs genannten
US 5,582,415 – auch im Hinblick auf eine Resistenz gegen Montagedruckkräfte ausgelegt werden.
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Die Anlagefläche des Zusatzelements ermöglicht einen unmittelbaren Kontakt mit dem zweiten Bereich der Trägerfläche, welcher nicht mit Elastomerdichtungen versehen ist. Dies ermöglicht einen flächigen und definierten Kontakt zwischen dem Zusatzelement und der Trägerlage, sodass nicht nur eine besonders dichte und somit auch für höhere Drücke geeignete, sondern auch eine besonders verzugsfreie Anordnung geschaffen werden kann.
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Eine besonders gute Abstützwirkung ergibt sich, wenn die Anlagefläche sich bis zu einer Berandung eines Bauraums erstreckt, in welchem die Elastomerdichtung anordenbar oder angeordnet ist. Hierbei ist vorzugsweise zumindest ein Teil des Bauraums von der Trägerfläche der Trägerlage und mindestens einer Fläche des Zusatzelements begrenzt.
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Bevorzugt ist es ferner, wenn die Trägerlage ein Hydrauliksystemsteuerelement bildet. Dies hat den Vorteil, dass die Trägerlage nicht nur als Teil einer Dichtung wirkt, sondern in einem Bereich eines Hydrauliksystems, welches erfindungsgemäß besonders verzugsarm montierbar ist, auch eine Steuerfunktion bereitstellen kann.
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Insbesondere ist es bevorzugt, wenn die ersten und zweiten Dichtabschnitte unterschiedliche Dichtmuster bilden. Vorzugsweise verlaufen Teile der Dichtmuster, insbesondere entlang des Außenrands, parallel, während andere Teile unabhängig von einander verlaufen. Weiter ist es bevorzugt, wenn sich die unterschiedlichen Dichtmuster an mindestens zwei Punkten kreuzen. Hierbei kommen die Vorteile der Anordnung des Krafthauptflusses außerhalb der Elastomerdichtungen besonders gut zum Tragen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens drei Stränge der ersten Dichtabschnitte oder der zweiten Dichtabschnitte in einem gemeinsamen Verzweigungsbereich münden. Hierdurch können auch komplexe Steuerfunktionen realisiert werden.
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Wenn mindestens zwei Verzweigungsbereiche vorgesehen sind, welche über mindestens zwei Stränge miteinander verbunden sind, können bei gleichzeitiger Realisierung komplexer Steuerfunktionen umfangsseitig geschlossene Dichtmuster definiert werden.
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Ein besonders einfacher Aufbau der Hydrauliksystemdichtung ergibt sich, wenn die mindestens eine Elastomerdichtung zu einem Rand der Trägerlage beabstandet ist.
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Es ist aber zusätzlich oder optional auch möglich, dass die ersten Dichtabschnitte und die zweiten Dichtabschnitte jeweils eine Elastomerdichtung umfassen, welche über einen Elastomerabschnitt miteinander verbunden sind, der an einem Rand der Trägerlage angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders raumsparende Dichtungsanordnung bereitgestellt werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zusatzmaterial aus einem Flachmaterial hergestellt ist. Dies ermöglicht einen kompakten Aufbau der Hydrauliksystemdichtung.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zusatzelement eine senkrecht zu der Trägerfläche gemessene Materialstärke aufweist, welche niedriger ist als eine senkrecht zu der Trägerfläche und in einem unmontierten Zustand gemessene Materialstärke der Elastomerdichtung. Dies ermöglicht es, die Hydrauliksystemdichtung an ein weiteres Bauteil eines Hydrauliksystems anzulegen, welches eine ebene Kontaktfläche aufweist. Diese ebene Kontaktfläche wirkt dann in einem ersten Bereich mit der Elastomerdichtung zusammen, welche verpresst wird, und in einem zweiten Bereich mit einer Rückseite des Zusatzelements, welche der Anlagefläche des Zusatzelements abgewandt ist.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zusatzelement mit der Trägerlage verbunden ist. Hierdurch kann eine einfach montierbare Baugruppe geschaffen werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Hydrauliksystem, welches eine vorstehend beschriebene Hydrauliksystemdichtung umfasst. Das Hydrauliksystem kennzeichnet sich dadurch, dass das Zusatzelement durch ein Hydrauliksystembauteil gebildet ist und eine zu der Anlagefläche versetzte Dichtfläche aufweist, welche mit der Elastomerdichtung zusammenwirkt. Dies ermöglicht eine raumsparende Integration eines ohnehin vorhandenen Hydrauliksystembauteils, welches als Zusatzelement wirksam ist, eine einen Krafthauptfluss definierende Anlagefläche aufweist und gleichzeitig eine hierzu versetzte Dichtfläche, welche im Kraftnebenfluss liegt und mit der Elastomerdichtung zusammenwirkt. Hierbei bestimmt der Versatz zwischen der Anlagefläche und der Dichtfläche die Verpressung der Elastomerdichtung im montierten Zustand des Hydrauliksystems.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtfläche durch den Nutboden einer in dem Hydrauliksystembauteil ausgebildeten Nut gebildet ist. Diese Nut begrenzt einen Bauraum, in welchem die Elastomerdichtung anordenbar ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Hydrauliksystemdichtung;
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2 eine Explosionsdarstellung der Hydrauliksystemdichtung gemäß 1;
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3 eine Seitenansicht der Hydrauliksystemdichtung gemäß 1 längs einer in 1 mit III-III markierten Schnittlinie;
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4 einen in 3 mit IV bezeichneten Ausschnitt in vergrößerter Darstellung;
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5 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines Hydrauliksystems in einem Vormontagezustand;
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6 einen in 5 mit VI bezeichneten Ausschnitt in vergrößerter Darstellung;
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7 einen der 6 entsprechenden Ausschnitt in einem montierten Zustand des Hydrauliksystems gemäß 5; und
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8 eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Hydrauliksystems in einem Vormontagezustand.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Eine Ausführungsform einer Hydrauliksystemdichtung ist in den 1 bis 3 mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Hydrauliksystemdichtung 10 umfasst eine Trägerlage 12, welche insbesondere plattenförmig ist. Die Trägerplatte 12 ist vorzugsweise aus einem metallischen Material hergestellt, insbesondere aus einem Stahlwerkstoff oder auch aus Aluminium. Alternativ hierzu kann die Trägerplatte aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden. Insbesondere ist das Material, aus welchem die Trägerlage 12 hergestellt ist, nicht federhart, d. h. ihre Zugfestigkeit ist kleiner als 1100 N/mm2, bevorzugt kleiner als 1050 N/mm2.
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Die Trägerlage 12 weist voneinander abgewandte Seiten 14 und 16 auf. Auf jeder der Seiten 14, 16 ist eine insbesondere ebene Trägerfläche 18 bzw. 20 vorgesehen.
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Auf einer ersten Trägerfläche 18 sind erste Dichtabschnitte 22 in Form mindestens einer Elastomerdichtung 24 angeordnet.
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Auf einer zweiten Trägerfläche 20 sind zweite Dichtabschnitte 26 in Form von Elastomerdichtungen 28 angeordnet.
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Die Elastomerdichtungen 24 und 28 sind jeweils in ersten Bereichen 30 und 32 der Trägerflächen 18 und 20 angeordnet. In diesen ersten Bereichen 30, 32 überdecken die Elastomerdichtungen 24, 28 die Trägerflächen 18, 20. In mit 34 und 36 bezeichneten zweiten Bereichen der Trägerflächen 18, 20 sind keine Dichtabschnitte 22, 26 vorgesehen.
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Die Elastomerdichtungen 24, 28 können in an sich bekannter Weise mit der Trägerlage 12 verbunden sein, beispielsweise durch Aufdrucken eines Elastomermaterials auf die Trägerflächen 18, 20.
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Die Elastomerdichtungen 24, 28 bilden auf jeder der Seiten 14, 16 der Trägerlage 12 ein Dichtmuster. Diese Dichtmuster können bezogen auf eine durch die Trägerlage 12 definierte Symmetrieebene spiegelsymmetrisch oder asymmetrisch sein. Vorzugsweise verläuft ein Teil der Dichtmuster auf beiden Seiten der Symmetrieebene spiegelsymmetrisch, während ein anderer asymmetrisch verläuft. Bei einer Projektion beider Dichtmuster in eine Ebene kommt es üblicherweise auch zu Kreuzungen im Verlauf der beiden Dichtmuster.
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Die Trägerlage 12 umfasst eine Mehrzahl von Durchbrechungen, welche beispielsweise als Durchtrittsöffnungen 38 für Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben, ausgebildet sein können oder als Mediendurchtrittsöffnungen 40. Meist weisen die Durchtrittsöffnungen 38 für Befestigungselemente eine geringere Durchtrittsfläche auf als die übrigen Durchtrittsöffnungen. Neben im Wesentlichen kreisrunden Durchtrittsöffnungen wie denen für Befestigungselemente 38 weist die Trägerlage 12 auch eckige Durchtrittsöffnungen auf, bei denen die Ecken jedoch – insbesondere aus Gründen der Stanzökonomie – abgerundet sind.
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Die Dichtabschnitte 22, 26 sind insbesondere raupenförmig und in Form von Strängen ausgebildet. Es sind beispielsweise drei Stränge 42, 44, 46 vorgesehen, welche in einen gemeinsamen Verzweigungsbereich 48 münden. Zwei der Stränge, die Stränge 44 und 46, münden an einem weiteren Verzweigungsbereich 50. An dem Verzweigungsbereich 50 mündet auch ein weiterer Strang 52. Die Stränge 44 und 46 verbinden die Verzweigungsbereiche 48 und 50 miteinander und umschließen einen umfangsseitig nach innen abgedichteten Bereich 54, welcher mindestens eine Mediendurchtrittsöffnung 40 umschließt. Dabei ist augenscheinlich, dass der Abstand zwischen den unterschiedlichen Verzweigungsbereichen sehr unterschiedlich ist. Der Unterschied zwischen dem geringsten Abstand zweier einander nächstliegender Verzweigungsbereiche und dem entsprechenden größten Abstand innerhalb des Dichtmusters auf einer Seite der Trägerlage 12 entspricht mindestens dem Faktor 5, bevorzugt mindestens dem Faktor 10 und besonders bevorzugt mindestens dem Faktor 20.
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Die Hydrauliksystemdichtung 10 umfasst ferner mindestens ein Zusatzelement, insbesondere zwei Zusatzelemente 56 und 58. Die Zusatzelemente 56 und 58 weisen der Trägerlage 12 zugewandte Anlageflächen 60, 62 auf, welche die jeweilige Trägerfläche 18, 20 in dem jeweiligen zweiten Bereich 34, 36 kontaktieren.
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Die Zusatzelemente 56, 58 erstrecken sich außerhalb eines Bauraums 64, 66, welcher jeweils zur Anordnung einer Elastomerdichtung 24, 28 dient. Die Bauräume 64, 66 sind jeweils durch einen Teil der Trägerfläche 18, 20 und durch eine seitliche Begrenzungsfläche 68, 70 der Zusatzelemente 56, 58 begrenzt.
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Die Zusatzelemente 56, 58 sind beispielsweise aus einem metallischen Material hergestellt. Sie weisen jeweils eine Materialstärke 72 auf, welche niedriger ist als eine Materialstärke 74 einer Elastomerdichtung 24, 28. Die Materialstärken 72 und 74 werden jeweils senkrecht zu der Trägerfläche 18, 20 gemessen.
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Die Elastomerdichtungen 24, 28 werden vorzugsweise mittels eines Press-, Transfer- oder Spritzgießverfahrens an die Trägerlage 12 bzw. auf die Trägerflächen 18, 20 aufgespritzt. Bevorzugte Materialien für die Elastomerdichtungen 24, 28 sind Fluorpolymer (FPM, PFA oder MFA), NBR-Kautschuk (Acryl-Butadien-Kautschuk-), EPDM (Ethylen-Propylen-Kautschuk), ACM (Polyacrylat) oder EAM (Ethylen-Acrylat).
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Die Materialstärke 74 der Elastomerdichtungen 24, 28 beträgt beispielsweise zwischen ungefähr 0,2 und ungefähr 1 mm, vorzugsweise ungefähr 0,6 mm. Eine Gesamtdicke 76 (vgl. 4) der Trägerlage 12 und von zwei aufeinander gegenüberliegenden Seiten 14, 16 der Trägerlage 12 angeordneten Elastomerdichtungen 24, 28 beträgt beispielsweise zwischen ungefähr 0,4 und ungefähr 5 mm.
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Eine besonders robuste Elastomerdichtung 24, 28 ergibt sich, wenn diese eine an der Trägerfläche 18, 20 gemessene Fußbreite 78 aufweist, welche größer ist als eine an einem freien Ende der Elastomerdichtung 24, 28 gemessene Kopfbreite 80.
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Typische Fußbreiten 78 betragen zwischen ungefähr 1 und ungefähr 3 mm, können aber auch bis zu 6 mm betragen. Typische Kopfbreiten betragen zwischen ungefähr 1 mm und ungefähr 1,8 mm. Ein seitlicher Neigungswinkel 82 zwischen einer Grund- und einer Seitenfläche einer Elastomerdichtung 24, 28 beträgt beispielsweise zwischen ungefähr 60° und ungefähr 85°. Oftmals ist das Profil abgerundet, der Winkel bezieht sich dann auf eine Tangente auf halber Höhe.
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Die Hydrauliksystemdichtung 10 kann in einem Hydrauliksystem verwendet werden, welches mindestens ein (nicht dargestelltes) Hydrauliksystembauteil aufweist, welches eine ebene Kontaktfläche aufweist. Die ebene Kontaktfläche wird mit jeweils einer Rückseite 84 bzw. 86 eines Zusatzelements 56, 58 in Kontakt gebracht. Die Rückseiten 84, 86 weisen von der Trägerlage 12 weg. Die Rückseiten 84, 86 und die Anlageflächen 60, 62 sind auf einander abgewandten Seiten eines Zusatzelements 56, 58 vorgesehen.
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Die ebenen Kontaktflächen eines solchen Hydrauliksystembauteils stehen außerdem jeweils mit Kopfflächen 88, 90 der Elastomerdichtungen 24, 28 in Kontakt. Die Elastomerdichtungen 24, 28 sind dadurch um ein Maß verpresst, welches der Differenz zwischen der Materialstärke 74 der Elastomerdichtung 24, 28 und der Materialstärke 72 eines Zusatzelements 56, 58 entspricht.
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Für das Beispiel einer Materialstärke 72 eines Zusatzelements 56, 58 von 0,4 mm und für eine Materialstärke 74 der Elastomerdichtung 24, 28 von 0,6 mm ergibt sich eine Verpressung von 0,2 mm. Dies entspricht einem Verpressungsgrad von 33,3%. Der Verpressungsgrad ergibt sich aus dem Verhältnis der Differenz zwischen den Materialstärken 74 und 72 einerseits zu der Materialstärke 74 andererseits.
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In einem montierten Zustand der Hydrauliksystemdichtung 10 wirken die Anlageflächen 60, 62 als Krafthauptschlussflächen. Die Elastomerdichtungen 24, 28 sind von diesem Krafthauptschluss entfernt angeordnet, liegen also im Kraftnebenfluss.
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Bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Zusatzelemente 56 und 58 vorzugsweise mit der Trägerlage 12 verbunden, beispielsweise mittels Clinchens, Nietens oder Schweißens, insbesondere mittels Laserschweißens.
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Bei einem in 5 dargestellten Hydrauliksystem 92 wird ein Zusatzelement 96 in Form eines Hydrauliksystembauteils 94 verwendet.
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Das Hydrauliksystembauteil 94 weist in Richtung auf die Trägerlage 12 offene Nuten 96 auf. Die Nuten 96 sind in Richtung auf die Trägerlage 12 durch Anlageflächen 60 begrenzt. Die Funktion dieser Anlageflächen 60 ist zu der Funktion der Anlageflächen 60, 62 der vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Zusatzelemente 56, 58 identisch.
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Die Nuten 96 weisen einen Nutboden 98 auf, welcher eine Dichtfläche 100 bildet, die in einem montierten Zustand mit der Kopffläche 88 einer Elastomerdichtung 24 zusammenwirkt (vgl. 6 und 7).
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In einem montierten Zustand des Hydrauliksystems 92 sind die Elastomerdichtungen 24 verpresst, und zwar um ein Maß, welches der Differenz zwischen der Materialstärke 74 der Elastomerdichtung 74 und einer Tiefe 102 einer Nut 96 entspricht.
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Hierbei wirkt die Kopffläche 88 der Elastomerdichtung 24 mit der Dichtfläche 100 des Zusatzelements 56 in Form des Hydrauliksystembauteils 94 zusammen. Die Dichtfläche 100 ist relativ zu der Anlagefläche 60 versetzt, welche wiederum mit einem zweiten Bereich 34 einer Trägerfläche 18 der Trägerlage 12 zusammenwirkt, welche von Elastomerdichtungen 24, 28 frei ist.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Elastomerdichtungen 24, 28 von einem Rand 104 der Trägerlage 12 beabstandet.
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Ein in 8 dargestelltes Beispiel eines Hydrauliksystems 92 zeigt ein Beispiel für auf einander abgewandten Seiten einer Trägerlage 12 angeordnete Elastomerdichtungen 24, 28, welche über einen Elastomerabschnitt 106 miteinander verbunden sind, welcher unmittelbar benachbart zu dem Rand 104 der Trägerlage 12 angeordnet ist.
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Im Übrigen wird für die in den 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele Bezug genommen auf die Beschreibung des unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiels.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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