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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, insbesondere eine Getriebedichtungsanordnung, umfassend ein auf insbesondere einer Trägerplatte angeordnetes Flachdichtungselement.
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Derartige Dichtungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere werden derartige Dichtungsanordnungen bei Getriebesteuerplatten eingesetzt, wobei das Flachdichtungselement vorzugsweise aus einem elastischen Polymermaterial hergestellt ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine derartige Dichtungsanordnung möglichst kostengünstig herzustellen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Dichtungsanordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Flachdichtungselement Dichtungskonturelemente aus Dichtungspapier aufweist und dass die Dichtungskonturelemente eine Höhenprofilierung aufweisen, deren Höhe zwischen einem oder mehreren Bereichen minimaler Höhe und einem oder mehreren Bereichen maximaler Höhe variiert.
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Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass einerseits das Dichtungspapier ein sehr kostengünstiges Material ist und dass andererseits durch die Höhenprofilierung des Dichtungspapiers die Möglichkeit eröffnet ist, die beim Einbau einer derartigen Dichtungsanordnung entstehenden und auf die Dichtungskonturelemente wirkenden Kräfte den Notwendigkeiten der Abdichtung anzupassen, das heißt, insbesondere dem Verlauf der Dichtflächen eines mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung abzudichtenden Teils anzupassen, beispielsweise wenn der Verlauf der Dichtflächen nicht exakt in einer Ebene liegt, sondern aufgrund von Materialelastizitäten von der Ebene abweicht.
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Da das Flachdichtungselement vielfach bei Teilen eingesetzt wird, die durch Schraubverbindungen miteinander verbunden werden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Flachdichtungselement Schraubenaugen aufweist.
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Damit besteht die Möglichkeit, um die Schrauben herum eine vorteilhafte Abdichtung zu erreichen.
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Beispielsweise ist dies dadurch möglich, dass die Schraubenaugen des Flachdichtungselements als Schraubenöffnungen in der Trägerplatte umschließende Ringkonturenelemente ausgebildet sind.
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In Bezug auf die Höhenprofilierung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schraubenaugen die Bereiche minimaler Höhe darstellen. Dadurch besteht die Möglichkeit, im Bereich der Schraubenaugen, in denen das jeweilige abzudichtende Teil mit großer Kraft und großer mechanischer Präzision relativ zur Trägerplatte positioniert ist, die im Bereich der Schraubenaugen liegenden Dichtflächen der Teile mit geeigneten Dichtungsanpresskräften anzupressen und außerhalb der Schraubenaugen die Möglichkeit zu haben, durch eine größere Höhe der Dichtkonturenelemente ebenfalls noch die gewünschten Dichtungsanpresskräfte zu erreichen, so dass die Dichtflächen außerhalb der an den Schraubenaugen anliegenden Dichtflächen aufgrund der Deformation der Teile in größerem Abstand von der Trägerplatte verlaufen können, ohne die Abdichtung zu beeinträchtigen.
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Insbesondere ist bei einer derartigen Lösung vorgesehen, dass die Dichtungskonturenelemente zwischen den Schraubenaugen liegende Zwischenbereiche umfassen, von denen mindestens Teilbereiche derselben die Bereiche maximaler Höhe darstellen.
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Damit wird beispielsweise die Möglichkeit eröffnet, in den Teilbereichen, in denen das abzudichtende Teil die größte Deformation und somit den größten Abstand von der Trägerplatte aufweist, eine maximale Höhe der Dichtungskonturenelemente vorzusehen, so dass in diesen Bereichen maximaler Höhe auch noch die gewünschte Dichtungsanpresskraft erreichbar ist.
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Hinsichtlich der Ausbildung der Dichtungskonturenelemente in den Zwischenbereichen wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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Prinzipiell wäre es ebenfalls denkbar, Ringkonturenelemente in den Zwischenbereichen vorzusehen, um Funktionsdurchbrüche in der Trägerplatte abzudichten. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Zwischenbereiche Streifenkonturenelemente umfassen, da dadurch ein optimales Dichtverhalten in den Zwischenbereichen erreichbar ist.
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Günstig ist es, wenn die Streifenkonturenelemente eine Breite aufweisen, die geringer ist als eine Breitenausdehnung eines Stegs der die jeweiligen Streifenkonturenelemente tragenden Trägerplatte.
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Besonders günstig ist es dabei, wenn die Streifenkonturenelemente eine Breite von mindestens 2,5mm aufweisen, um eine ausreichend große Dichtwirkung zu erzielen.
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Hinsichtlich der Art der Höhenprofilierung der Dichtungskonturenelemente wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.
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Beispielsweise wäre es denkbar, die Höhenprofilierung dadurch zu erreichen, dass das Dichtungspapier eine variierende Dicke aufweist, die durch gezielten Materialauftrag oder Materialabtrag erreichbar ist.
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Eine besonders vorteilhafte Art der Herstellung der Höhenprofilierung sieht vor, dass die Höhenprofilierung der Dichtungskonturenelemente durch unterschiedlich starkes Verdichten des Dichtungspapiers, insbesondere eines Dichtungspapiers konstanter Ausgangsdicke, erfolgt.
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Beispielsweise sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Dichtungskonturenelemente in Bereichen minimaler Höhe bezogen auf eine Ausgangsdicke des Dichtungspapiers eine Verdichtung um mindestens 10% bis höchstens 50% der Ausgangsdicke aufweisen.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Dichtungspapier in Bereichen maximaler Höhe bezogen auf die Ausgangsdicke des Dichtungspapiers keine Verdichtung aufweist oder eine Verdichtung um höchstens 10% der Ausgangsdicke aufweist.
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Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Dichtungspapier in Übergangsbereichen zwischen dem Bereich minimaler Höhe und dem Bereich maximaler Höhe eine Verdichtung aufweist, die zwischen der Verdichtung im Bereich minimaler Höhe und der Verdichtung im Bereich maximaler Höhe liegt.
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Hinsichtlich der Ausbildung des Dichtungspapiers wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Merkmale der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung keine näheren Angaben gemacht.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass das Dichtungspapier Fasern umfasst.
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Derartige Fasern könnten grundsätzlich unterschiedlichster Art und Weise sein.
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Eine vorteilhafte Lösung sieht beispielsweise vor, dass das Dichtungspapier als Fasern, Zellulosefasern und/oder Aramidfasern umfasst.
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Um die Fasern miteinander zu verbinden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Dichtungspapier einen Vernetzer für die Fasern umfasst, welcher für eine Verbindung der Fasern untereinander sorgt.
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Als Vernetzer sind beispielsweise Phenolharze und/oder Epoxidharze vorgesehen.
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Darüber hinaus hat es sich als günstig erwiesen, wenn das Dichtungspapier Füllstoffpartikel umfasst.
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Als Füllstoffe sind beispielsweise Graphit und/oder Schiefermehl, vorgesehen.
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Um derartige Füllstoffpartikel fest in dem Dichtungspapier zu fixieren, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Dichtungspapier einen Binder umfasst, welcher die Füllstoffpartikel an die Fasern oder aneinander bindet.
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Ein derartiger Binder könnte beispielsweise Nitrilbutadiene-Rubber oder Styrolbutadiene-Rubber sein.
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Hinsichtlich der Herstellung der Dichtungskonturenelemente wurden ebenfalls keine weiteren Angaben gemacht.
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So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Dichtungskonturenelemente aus einer Lage eines Dichtungspapiers ausgestanzt sind.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die gesamten Dichtungskonturenelemente durch einen Verdichtungsprozess mit der Höhenprofilierung versehen sind.
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Ein derartiger Verdichtungsprozess ist vorzugsweise so gestaltet, dass dieser gleichzeitig mit dem Ausstanzprozess erfolgt.
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Ferner wurden bislang keine näheren Angaben zur Anordnung des Flachdichtungselements auf der Trägerplatte gemacht.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das Flachdichtungselement nicht nur auf der Trägerplatte aufliegt, sondern auf der Trägerplatte fixiert ist.
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Eine derartige Fixierung wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass das Flachdichtungselement stoffschlüssig mit der Trägerplatte verbunden ist.
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Eine derartige stoffschlüssige Verbindung lässt sich insbesondere dann realisieren, wenn das Flachdichtungselement durch eine Klebeschicht auf der Trägerplatte fixiert ist.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung noch ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung, insbesondere einer Getriebedichtungsanordnung, umfassend ein insbesondere auf einer Trägerplatte angeordnetes Flachdichtungselement.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einem derartigen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtungskonturenelemente des Flachdichtungselements aus Dichtungspapier ausgestanzt werden und dass die Dichtungskonturenelemente mit einer Höhenprofilierung versehen werden, deren Höhe zwischen einem oder mehreren Bereichen minimaler Höhe und einem oder mehreren Bereichen maximaler Höhe variiert.
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Vorzugsweise erfolgt dabei die Höhenprofilierung dergestalt, dass das Flachdichtungselement Schraubenaugen aufweist und dass die Schraubenaugen als Bereiche minimaler Höhe hergestellt werden.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen den Schraubenaugen liegende Zwischenbereiche der Dichtungskonturenelemente zumindest in Teilbereichen als Bereiche maximaler Höhe hergestellt werden.
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Insbesondere ist es zur Herstellung der Höhenprofilierung von Vorteil, wenn die Höhenprofilierung der Dichtungskonturenelemente durch unterschiedlich starkes Verdichten des Dichtungspapiers hergestellt wird.
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Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Dichtungskonturenelemente in Bereichen minimaler Höhe, bezogen auf eine Ausgangsdicke des Dichtungspapiers eine Verdichtung um mindestens 10% bis höchstens 50% der Ausgangsdicke des Dichtungspapiers erfahren.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Dichtungskonturenelemente in Bereichen maximaler Höhe, bezogen auf die Ausgangsdicke des Dichtungspapiers keine Verdichtung aufweisen oder eine Verdichtung um höchstens 10% der Ausgangsdicke erfahren.
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Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Dichtungskonturenelemente in Übergangsbereichen zwischen einem der Bereiche minimaler Höhe und einem der Bereiche maximaler Höhe eine Verdichtung erfahren, die zwischen der Verdichtung in einem Bereich minimaler Höhe und der Verdichtung in einem Bereich maximaler Höhe liegen.
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Insbesondere lassen sich die Dichtungskonturenelemente dadurch bevorzugt herstellen, dass sie aus einer Lage eines Dichtungspapiers ausgestanzt werden.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die gesamten Dichtungskonturenelemente durch einen Verdichtungsprozess mit der Höhenprofilierung versehen werden, so dass in einem Herstellungsvorgang die gesamte Höhenprofilierung der Dichtungskonturenelemente erzeugbar ist.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn das Ausstanzen der Dichtungskonturenelemente und der Verdichtungsprozess der Dichtungskonturenelemente in einem Prozessschritt, beispielsweise einem Bewegungsvorgang eines entsprechenden Werkzeugs, erfolgen.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Flachdichtungselement nach dem Ausstanzen und der Höhenprofilierung auf der Trägerplatte fixiert wird, insbesondere stoffschlüssig fixiert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein Flachdichtungselement einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung;
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2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung umfassend eine Trägerplatte und das in 1 dargestellte und auf der Trägerplatte fixierte Flachdichtungselement;
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3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in 2 und
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4 einen vergrößerten, den Aufbau des Dichtungspapiers schematisch darstellenden Schnitt durch einen Teilbereich des Dichtungspapiers.
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Ein in 1 dargestelltes Flachdichtungselement 10 einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung umfasst in einem labyrinthähnlichen Muster verlaufende Dichtungskonturenelemente 12, welche beispielsweise als Ringkonturenelemente 14 oder Streifenkonturenelemente 16 ausgebildet sind.
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Ein derartiges Flachdichtungselement 10 ist auf einer Oberseite 22 einer als Ganzes mit 20 bezeichneten Trägerplatte, insbesondere einer Getriebesteuerplatte, fixierbar, wobei die Getriebesteuerplatte 20 zur Verbindung zweier Baugruppen eines Automatikgetriebes dient und eine Vielzahl von Schraubenöffnungen 26 sowie eine Vielzahl von Funktionsdurchbrüchen 28 für ein Steuermedium, das heißt insbesondere eine Steuerflüssigkeit eines automatischen Getriebes, aufweist.
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Ein weiteres derartiges Flachdichtungselement ist beispielsweise auch auf einer Unterseite der Trägerplatte 20 fixierbar und beispielsweise auch in gleicher Weise aufgebaut und ausgebildet, wobei das labyrinthähnliche Muster sich von dem des Flachdichtungselements 10 unterscheiden kann.
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Zur Abdichtung der Schraubenöffnungen 26 umfasst das Flachdichtungselement 10, wie beispielsweise in 1 dargestellt, in diesem vorgesehene Schraubenaugen 30, beispielsweise gebildet durch die Ringkonturenelemente 14, welche mit ihren Innenrändern 32 um Öffnungsränder 34 der Schraubenöffnungen 26 herum verlaufen, so dass jedes der Ringkonturenelemente 14 einen die jeweilige Schraubenöffnung 26 umschließenden Ringsteg 36 bildet, wobei der jeweilige Ringsteg 36, der um den jeweiligen Innenrand 32 herum verläuft, eine variierende Stegbreite aufweisen kann.
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Zur Abdichtung der Funktionsdurchbrüche 28 sind vorgegebenen Funktionsdichtungslinien folgende Streifenkonturenelemente 16 und/oder gegebenenfalls noch Ringkonturenelemente 14 vorgesehen, wobei die Streifenkonturenelemente 16 du die Ringkonturenelemente 14 Stegbreiten von mindestens 2,5mm aufweisen, die jedoch so gewählt sind, dass sie schmaler sind als diese tragende Stege 35 der Trägerplatte 20.
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Das Flachdichtungselement 10 mit den gesamten, ein labyrinthförmiges Muster aufweisenden Dichtungskonturenelementen 12 wird als ein in 1 dargestelltes Stanzteil im Zuge eines Stanzvorgangs aus einer Lage eines Dichtungspapiers mit konstanter Ausgangsdicke ausgestanzt, so dass das in 1 dargestellte und mit 10 bezeichnete Stanzteil als Flachdichtungselement entsteht.
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Dieses in 1 dargestellte Stanzteil 10 wird dann auf der ersten Flachseite 22 der Trägerplatte 20 so fixiert, dass die Innenränder 30 der Ringkonturenelemente 14 im Wesentlichen um die Öffnungsränder 32 der Getriebesteuerplatte 20 herum verlaufen oder mit diesen zusammenfallen und außerdem mehrere der jeweiligen Streifenkonturenelemente 16 und/oder gegebenenfalls noch Ringkonturenelemente 14 zusammenwirken und die Funktionsdurchbrüche 28 vorzugsweise einzeln umschließen und dabei diese gegeneinander und gegenüber einer Umgebung abdichten.
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Die Fixierung des Flachdichtungselements 10 auf der Getriebesteuerplatte 20 zur Bildung der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung erfolgt durch Aufkleben der Dichtungskonturenelemente 12 mit ihrer Unterseite 38 auf der ersten Flachseite 22 der Getriebesteuerplatte 20, wobei als Kleber Polyacrylatkleber oder Harze vorgesehen sind.
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Damit sind sämtliche Dichtungskonturenelemente 12 fest auf der Getriebesteuerplatte 20 mittels einer zwischen der Flachseite 22 und der jeweiligen Unterseite 38 angeordneten Klebeschicht 40 fixiert.
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Eine der Unterseite 38 gegenüberliegende Oberseite 42 der Dichtkonturenelemente 12 dient zur Abdichtung mit Dichtflächen eines an diese anlegbaren Bauteils, zum Beispiel einer Getriebeeinheit.
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Bei einem Zusammenbau der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung mit der mit dem Flachdichtungselement 10 zusammenwirkenden Getriebeeinheit, lassen sich im Bereich der Schraubenaugen 30 auf die Oberseite 42 wirkende Dichtflächen der Getriebeeinheit durch die Wirkung der Schrauben in geringerem Abstand von der Getriebesteuerplatte 20 positionieren als mit den Dichtkonturenelementen 12 zwischen den Schraubenaugen 30 zusammenwirkende Dichtflächen, da die Getriebeeinheit sich deformieren kann, so dass bei einem Flachdichtungselement 10 konstanter Dicke die Dichtungsanpresskräfte zwischen den Dichtungskonturenelementen 12 der Schraubenaugen 30 und den Dichtflächen größer wären als zwischen den Dichtungskonturenelementen 12 und den entsprechenden Dichtflächen der Getriebeeinheit, die zwischen den Schraubenaugen 30 liegen.
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Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dichtungskonturenelemente 12 im Bereich der Schraubenaugen 30, bezogen auf die Flachseite 22 der Trägerplatte 20, eine minimale Höhe im MIH und in Zwischenbereichen zwischen den Schraubenaugen 30, bezogen auf die Flachseite 22 der Trägerplatte 20, eine maximale Höhe MAH erreichen, so dass insgesamt die den Dichtflächen der Getriebeeinheit zugewandte Oberseite 42 des Flachdichtungselements 10 bezogen auf die erste Flachseite 22 der Trägerplatte 20 eine Höhenprofilierung aufweist, die zwischen Bereichen 50 mit der minimalen Höhe MIH und Bereichen 52 mit der maximalen Höhe MAH variiert, um die lokal wirkenden Dichtungsanpresskräfte an die unterschiedliche Deformierbarkeit des mit der Oberseite 42 abzudichtenden Getriebeelements anzupassen.
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Insbesondere werden erfindungsgemäß die Bereiche 50 minimaler Höhe MIH, also insbesondere die Schraubenaugen 30, dadurch hergestellt, dass beim Ausstanzen der Dichtungskonturen 12 eine Maximalverdichtung des Dichtungspapiers durch einen mit dem Ausstanzen kombinierten Prägevorgang erfolgt, und zwar insbesondere eine nichtelastische Maximalverdichtung, die bei Werten einer Verdichtung um mindestens 10% und höchstens 50% einer Ausgangsdicke des Dichtungspapiers liegt.
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Beispielsweise liegt in diesem Fall die Dicke zwischen 0,15mm und 0,2mm.
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Ferner erfolgt in Bereichen 52 maximaler Höhe MAH der Dichtungskonturenelemente 12 entweder keine Verdichtung bezogen auf die Ausgangsdicke des Dichtungspapiers oder eine Verdichtung um bis zu maximal 10% der Ausgangsdicke des Dichtungspapiers.
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Beispielsweise liegt in diesem Fall die Dicke zwischen 0,23mm und 0,28mm.
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Zwischen dem Bereich 50 minimaler Höhe MIH und dem Bereich 52 maximaler Höhe MAH liegen dann noch gegebenenfalls Übergangsbereiche 54, in denen die Höhe der Dichtungskonturenelemente 12 zwischen den Höhen MIH und MAH liegt.
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Wie in 4 dargestellt, ist das erfindungsgemäße Dichtungspapier 60 so aufgebaut, dass dieses Fasern 62 aufweist, die entweder Zellulosefasern und/oder Aramidfasern und/oder andere Fasern sein können, wobei die Fasern 62 durch einen Vernetzer 64 miteinander verbunden werden.
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Darüber hinaus umfasst das Dichtungspapier 60 Füllstoffpartikel 66, die in Zwischenräumen zwischen den Fasern 62 liegen und über einen Binder 68 entweder miteinander oder mit den Fasern 62 verbunden sind, so dass einerseits die Fasern 62 aneinander und andererseits die Füllstoffpartikel 66 miteinander oder mit den Fasern 62 verbunden sind, um insgesamt eine einem Papierzustand entsprechende Festigkeit zu erreichen.
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Bei dem nichtelastischen Prägevorgang werden die Fasern 62 zusammengedrückt und außerdem auch noch die Füllstoffpartikel 66 stärker in die Zwischenräume oder in die Fasern 62 eingedrückt, so dass dadurch eine dauerhafte nichtelastische Komprimierung oder Prägung des Dichtungspapiers 60 möglich wird.
