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Die Erfindung betrifft eine Dichtung aus einer elastischen Dichtungsmasse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Dichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, das Eindringen von Feuchtigkeit, Schmutz oder dergleichen in einen geschützten Bereich zwischen zwei Körpern zu verhindern. Sie weisen mindestens eine Leiterbahn und ein elektrisches beziehungsweise elektronisches Bauteil auf, das mit der Leiterbahn in elektrischer Verbindung steht. Die Dichtung wird vorzugsweise in Zusammenhang mit einem Magnetkopf und einer Gerätesteckdose verwendet. Das in der Dichtung vorgesehene Bauteil dient dazu, verschiedene Funktionen zu realisieren, beispielsweise Leuchtanzeigen, Schutzschaltungen oder dergleichen. In vielen Fällen bedarf es bei der Verwendung einer derartigen Dichtung zusätzlichen Bauraums, was dazu führt, dass in einigen Fällen Dichtungen der hier angesprochenen Art nicht verwendet werden und somit die hier angesprochenen zusätzlichen Funktionen nicht realisiert werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dichtung der hier angesprochenen Art zu schaffen, die diesen Nachteil vermeidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Dichtung vorgeschlagen, welche die Merkmale aufweist, die in Anspruch 1 aufgeführt sind. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine elektrische/elektronische Bauteil außerhalb eines Dichtbereichs angeordnet ist, in dem die eigentliche Wirkfunktion der Dichtung realisiert wird. Das Bauteil ist also in einem Abschnitt angeordnet, in dem die Dichtung keine Dichtfunktion zeigt. Die Besonderheit der Dichtung besteht darin, dass der Dichtbereich dünner ist als der Abschnitt der Dichtung, in der das mindestens eine Bauteil angeordnet ist. Die beiden mit der Dichtung zusammenwirkenden Körper können also in einem geringeren Abstand zueinander angeordnet werden, so dass der zur Verwendung der Dichtung erforderliche Bauraum reduziert ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Dichtung ist vorgesehen, dass der das mindestens eine Bauteil umfassende Abschnitt außerhalb des Dichtungsbereichs angeordnet ist. Damit soll gesagt werden, dass in den Dichtungsbereich keine Bauteile angeordnet sind und dass diese beispielsweise neben den Dichtungsbereich in den zugeordneten Abschnitt angeordnet sind. Die Dichtung weist also einen sich über eine Fläche erstreckenden Dichtungsbereich auf, der zwischen den beiden zugeordneten Körpern liegt. Daneben, also außerhalb des Dichtungsbereichs, ist in einem speziellen Abschnitt das mindestens eine elektrische/elektronische Bauteil angeordnet.
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Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der mindestens ein Bauteil umfassende Abschnitt innerhalb des Dichtungsbereichs angeordnet ist. Diese umgibt also den entsprechenden Abschnitt, so dass um diesen herum eine Dichtfunktion realisiert wird. Dabei bildet der Dichtbereich vorzugsweise einen geschlossenen Ring um den Abschnitt.
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Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Dichtung;
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2 einen Längsschnitt durch die Dichtung gemäß 1 entlang der angedeuteten Linie II-II,
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3 eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels der Dichtung;
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4 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der Dichtung;
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5 einen entlang der in 4 eingezeichneten Linie V-V verlaufenden Längsschnitt durch die Dichtung gemäß 4 und
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6 eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Dichtung.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Dichtung 1, wie es aus 1 ersichtlich ist, ist ein Dichtbereich 3 vorgesehen. Außerhalb dieses Bereichs findet sich ein Abschnitt 5, der, wie es sich aus den weiteren Figuren ergeben wird, dicker ist als der Dichtbereich 3 und mindestens ein hier gestrichelt dargestelltes Bauteil 6 umfasst. Die Dichtung 1 ist zwischen zwei hier nicht dargestellten Körpern anordenbar, insbesondere einem Magnetkopf und einer Gerätesteckdose, um bei Zusammenbau dieser beiden Körper eine dichte Verbindung zu realisieren, so dass Flüssigkeit, Schmutz oder dergleichen nicht in den Bereich zwischen die beiden Körper gelangen kann. Die beiden Körper können lösbar durch eine Sicherungsschraube verbunden werden, die durch einen der Körper in den anderen geführt und dort verankert wird. Um dies zu ermöglichen weist die Dichtung 1 eine Ausnehmung 7 auf, durch welche die Sicherungsschraube geführt werden kann.
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Wenigstens einer der Körper weist mindestens einen Kontaktstift auf, der in den anderen eingreift. Um dies zu ermöglichen, durchgreift der Kontaktstift die Dichtung 1, um eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Körpern zu schaffen. Die Dichtung muss also mit mindestens einem Durchgangsloch versehen werden, damit der Kontaktstift diese durchgreifen kann. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 1 beispielhaft mit vier Durchgangslöchern 9/1, 9/2, 9/3 und 9/4 versehen, die hier beispielhaft rechteckig ausgebildet sind. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kontaktstifte als Flachstecker ausgebildet sind.
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Im Inneren der Dichtung 1, also innerhalb ihres Grundkörpers 11, ist mindestens eine Leiterbahn vorgesehen, die mit dem mindestens einen Bauteil 6 im Abschnitt 5 elektrisch verbunden ist. Es ist sehr wohl möglich, die Leiterbahn unmittelbar in den Grundkörper 11 der Dichtung 1 einzubringen. Vorzugsweise ist sie jedoch auf einer Leiterplatte 13 vorgesehen, die mindestens einen Durchbruch umfasst, durch den der mindestens eine Kontaktstift hindurchgeführt werden kann. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leiterplatte 13 mit vier Durchbrüchen 15/1, 15/2, 15/3 und 15/4 versehen, die so angeordnet sind, dass sie mit den Durchgangslöchern 9/1 bis 9/4 zusammenfallen. Durch den Grundkörper 11 der Dichtung 1 geführte Kontaktstifte können also im Bereich der Durchgangslöcher 9/1 bis 9/4 durch die Durchbrüche 15/1 bis 15/4 der Leiterplatte hindurch geführt werden. Die freie Öffnung oder auch lichte Weite eines Durchbruchs 15/1 bis 15/4 in der Leiterplatte 13 ist vorzugsweise kleiner als die der Durchgangslöcher 9/1 bis 9/4. Wird ein Kontaktstift durch die Dichtung 1 hindurchgeführt, so wird sichergestellt, dass dieser in Berührung mit der Leiterplatte 13 trifft. Im Bereich der Durchbrüche 15/1 bis 15/4 sind auf der Leiterplatte 13 Leiterbahnen vorgesehen, die in elektrischen Kontakt mit den Kontaktstiften treten und mit dem mindestens einen Bauteil 6 der Dichtung 1 eine elektrische Verbindung herstellen.
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Bei der hier dargestellten Dichtung 1 ist es möglich, dass die Kontaktstifte unmittelbar mit Leiterbahnen der Leiterplatte 13 in Kontakt treten. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Durchbrüche 15/1 bis 15/4 zumindest bereichsweise mit einem leitfähigen Elastomer versehen sind, das mit der mindestens einen Leiterbahn auf der Leiterplatte elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise ist dieses Material zur Stabilisierung auch mit dem elastischen Material des Grundkörpers 11 der Dichtung verbunden.
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Die Dichtung 1 besteht aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einem Elastomer wie Silikonkautschuk, insbesondere aus Polyurethan. Es können aber auch andere elastische Materialien wie Gummi, Silikon oder Nitrilkautschuk oder dergleichen verwendet werden.
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Entscheidend für die Funktion der hier beschriebenen Dichtung 1 ist es, dass das mindestens eine Bauteil 6 im Abschnitt 5 auf geeignete Weise mit wenigstens einem der Kontaktstifte und gegebenenfalls auch mit anderen Bauteilen elektrisch verbunden ist.
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Um einen für die Kontaktierung ausreichenden Anpressdruck der Leiterplatte 13 und einer zugehörigen Leiterbahn an einem Kontaktstift zu gewährleisten, der durch den mindestens einen Durchbruch 15/1 bis 15/4 geführt ist, ist vorzugsweise wenigstens ein Freischnitt 17 zumindest in der Leiterplatte 13 vorgesehen. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Dichtung ist neben dem Durchbruch 15/4 ein Freischnitt 17 dargestellt, dessen Kontur der des Durchbruchs 15/4 entspricht. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Entscheidend ist, dass zwischen dem Durchbruch 15/4 und dem Freischnitt 17 ein Steg 19 gebildet wird, der nachgiebig ist und damit dafür sorgt, dass er an einem Kontaktstift anliegt. Dadurch kann der Kontaktstift an die dem Freischnitt 17 gegenüberliegende Seite des Durchbruchs 15/4 angedrückt werden, so dass hier eine gute elektrische Kontaktierung gewährleistet ist. Auf jeden Fall wird erreicht, dass der Steg 19 unter einer Vorspannkraft an einer Außenfläche des Kontaktstifts anliegt und damit einen sicheren elektrischen Kontakt mit einer Leiterbahn bildet, die auf dem Steg 19 angeordnet, hier allerdings nicht dargestellt ist.
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Freischnitte der hier angesprochenen Art können einem oder mehreren Durchbrüchen 15/1 bis 15/4 in der Leiterplatte zugeordnet sein.
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Entsprechende Freischnitte könnten gegebenenfalls auch im Grundkörper 11 der Dichtung 1 vorgesehen werden, um auch hier einen entsprechenden Steg auszubilden, der dichtend an dem zugehörigen Kontaktstift anliegt. Es zeigt sich hier jedoch, dass der Dichtbereich 3 so groß gewählt ist, dass außen um die Durchgangslöcher 9/1 bis 9/4 herum in der Regel eine ausreichend große Dichtfläche vorhanden ist, um einen sicheren Abschluss der beiden Körper nach außen zu gewährleisten.
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2 zeigt die anhand von 1 erläuterte Dichtung im Längsschnitt, wobei die Schnittlinie II-II in 1 angedeutet ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die Erläuterungen zu 1 verwiesen wird.
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Aus der Schnittdarstellung ist erkennbar, dass die Dichtung 1 einen Dichtbereich 3 und einen Abschnitt 5 aufweist, in dem das mindestens eine Bauteil 6 angeordnet ist, das in 1 lediglich gestrichelt dargestellt ist. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass der Grundkörper 11 der Dichtung 1 im Dichtbereich dünner ist als dort, wo mindestens ein elektrisches/elektronisches Bauteil 6 vorgesehen ist, also als im Abschnitt 5.
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Das Bauteil 6 ist über eine zugehörige Leiterbahn mit mindestens einem Kontaktstift kontaktierbar, der durch das mindestens eine Durchgangsloch in der Dichtung beziehungsweise dem mindestens einen Durchbruch in der Leiterplatte 15 geführt ist. Bei der Schnittdarstelldung gemäß 2 sind die Durchgangslöcher 9/1 bis 9/3 im Dichtbereich 3 und die Durchbrüche 15/1 und 15/3 in der Leiterplatte 13 erkennbar. Der Dichtungsbereich 3 muss gegenüber dem Abschnitt 5 nicht symmetrisch angeordnet sein. Es ist also sehr wohl denkbar, dass eine Seitenfläche 21 dessen Abschnitt 5 in eine Seitenfläche 23 des Grundkörpers 11 in Dichtbereich 3 übergeht und keinerlei Stufe ausgebildet wird. Im Übrigen kann sehr wohl vorgesehen sein, wie aus 2 ersichtlich, dass die Seitenfläche 3 einen Freiraum 25 aufweist, der den Bereich der Durchgangslöcher 9/1 bis 9/4 überspannt.
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In 2 ist die Dicke der Dichtung im Dichtbereich 3 mit d1 angegeben. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Dicke d1 weniger als 3,0 mm, besonders bevorzugt weniger als 1,5 mm beträgt. Werden also zwei hier nicht dargestellte Körper miteinander verbunden und wird zwischen diesen der Dichtbereich 3 der Dichtung 1 angeordnet, so erhöht sich der Raumbedarf der beiden Körper lediglich um die Dicke d1. Es ist also sehr wohl möglich, bei der Verbindung zweier Körper eine sehr kompakte Bauform zu realisieren.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 1 also mit einer Leiterplatte 13 versehen, auf der das Bauteil 6 aufgebracht ist. Die Leiterplatte 13 setzt sich bis zu dem mindestens einen Durchbruch 15/1 bis 15/4 fort, so dass Leiterbahnen auf der Leiterplatte zwischen dem mindestens einen Kontaktstift und dem Bauteil 6 eine elektrische Verbindung herstellen können. Es ist hier wohl auch möglich, auf die Leiterplatte 13 zu verzichten und von dem mindestens einen Bauteil 6 wenigstens eine Leiterbahn zu einem weiteren Bauteil oder zu wenigstens einem der Kontaktstifte zu führen.
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Vorzugsweise ist die mindestens eine Leiterbahn in der Dichtung 1 flexibel ausgebildet. Dies gilt auch für die Leiterplatte 15.
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Aus 3 ist noch mal anhand der Seitenansicht der Dichtung 1 zu erkennen, dass diese einen Dichtbereich 3 aufweist, der dünner ist als der Abschnitt 5, in dem das mindestens eine Bauteil 6 angeordnet ist.
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4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Dichtung 1'. Gleiche und funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die Beschreibung zu den vorangegangen Figuren verwiesen wird.
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Die Dichtung 1' weist auch hier einen Dichtbereich 3 und einen Abschnitt 5 auf, in dem wenigstens ein hier gestrichelt dargestelltes Bauteil 6 vorgesehen ist. Es zeigt sich, dass der Abschnitt 5 hier innerhalb des Dichtbereichs 3 angeordnet ist, wobei der Dichtbereich 3 einen vorzugsweise geschlossenen Ring um den Abschnitt 5 bildet.
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Der Grundkörper 11 der Dichtung 1' weist mindestens ein, hier vier Durchgangslöcher 9/1 bis 9/4 auf. Im Bereich dieser Durchgangslöcher sind mindestens ein, hier vier Durchbrüche 15/1 bis 15/4 in einer Leiterplatte 13 zu erkennen. Für die lichte Weite sowohl der Durchgangslöcher als auch der Durchbrüche gilt das zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 Gesagte entsprechend.
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Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel der Dichtung 1' weist ebenfalls mindestens eine Leiterbahn auf, die in elektrischem Kontakt zu dem mindestens einen Bauteil 6 steht oder zu einem weiteren Bauteil oder zu mindestens einem Kontaktstift führt, der durch ein Durchgangsloch 9 beziehungsweise einen Durchbruch 15 führt. Vorzugsweise ist aber, wie gesagt, vorgesehen, dass die Dichtung 1' eine Leiterplatte 13 umfasst, auf der die wenigstens eine Leiterbahn angeordnet ist.
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Die Dichtung 1' weist vorzugsweise mindestens einen Freischnitt 17 auf, der hier gestrichelt dargestellt und dem Durchbruch 15/2 zugeordnet ist. Die Kontur des Freischnitts ist wiederum frei wählbar. Wesentlich ist, dass ein Steg 19 gebildet wird, auf den oben schon eingegangen wurde. Die Anzahl der Freischnitte 17 ist wiederum frei wählbar. Es ist also möglich, jedem der Durchbrüche 15/1 bis 15/4 einen Freischnitt 17 zuzuordnen.
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Auch bei der Dichtung 1' ist eine Ausnehmung 7 vorgesehen, durch die eine hier nicht dargestellte Sicherungsschraube führbar ist.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Dichtung 1' entspricht die Anzahl der Durchgangslöcher 9 der der Dichtung 1 gemäß 1. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Außerdem können die Konturen der Durchgangslöcher 9 an verschiedene Außenformen von Kontaktstiften angepasst werden. Wesentlich ist, das eine gut leitende und störungsarme elektrische Verbindung zwischen der mindestens einen Leiterbahn und der Leiterplatte 13 sowie dem mindestens einen Kontaktstift hergestellt wird. Die Dichtung 1' gemäß 4 weist eine Leiterplatte 13 auf, die im Bereich mindestens eines Durchbruchs, hier im Bereich der Durchbrüche 1/2 und 1/4 mit einer Lasche 27/2 beziehungsweise 27/4 versehen ist. Diese wird beim Einführen eines Kontaktstifts ausgelenkt, so dass sie sich elastisch federnd an dessen Außenfläche anlegt. Damit wird eine sichere Kontaktierung gewährleistet. Die Lasche 27 ist hier als Materialvorsprung ausgebildet, der von der Leiterplatte in den Durchbruch 15/2 beziehungsweise 15/4 vorspringt. Es ist sehr wohl möglich, eine derartige Lasche 27 auch durch einen Metallstreifen zu realisieren, der an der Leiterplatte 13 auf geeignete Weise befestigt ist und in den entsprechenden Durchbruch 15 vorspringt.
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In 5 ist ein entlang der in 4 wiedergegebenen Linie V-V verlaufender Längsschnitt durch die Dichtung 1' wiedergegeben. Deutlich erkennbar sind hier der Dichtbereich 3 und der Abschnitt 5, in dem das mindestens eine Bauteil 6 angeordnet ist. Es zeigt sich, dass der Dichtbereich 3 dünner als der Abschnitt 5 ist, um die Aufnahme des mindestens einen Bauteils 6 zu gewährleisten.
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Das Bauteil 6 ist auf die Leiterplatte 13 aufgesetzt, die bis zu den Durchgangslöchern in der Dichtung 1' führt. Hier sind die Durchgangslöcher 9/1 und 9/3 dargestellt. Erkennbar ist auch hier, dass den Durchgangslöcher 9 Durchbrüche 15 in der Leiterplatte 13 zugeordnet sind, wobei hier die Durchbrüche 15/1 und 15/3 erkennbar sind.
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5 zeigt auch die hier zentral angeordnete Ausnehmung 7, die nicht nur den Grundkörper 11 der Dichtung 1' sondern auch die Leiterplatte 13 durchdringt.
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Die Leiterplatte 13 ist bei der Dichtung 1' in eine Ausnehmung 29 im Grundkörper 11 der Dichtung 1' eingesetzt, während der Grundkörper 11 bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 die Leiterplatte 13 umgreift und damit sicher hält. Die Leiterplatte 13 kann bei der Dichtung 1' beispielsweise am Grundkörper festgeklebt werden. Denkbar ist es auch den Grundkörper 11 auf die Leiterplatte 13 aufzuspritzen und damit eine sichere Verbindung herzustellen. Schließlich ist es auch möglich, dass der Grundkörper 11 bei der Dichtung 1' die Leiterplatte 13 umgreift, wie dies aus 2 ersichtlich ist.
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Auf der in 5 rechts liegenden Unterseite 29 der Dichtung 1' ist vorzugsweise ein umlaufender Dichtwulst 31 zu erkennen. Es können mehrere konzentrisch zueinander angeordnete Dichtwülste vorgesehen werden.
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Aus 5 wird deutlich, dass der Dichtbereich 3 dünner ist als der Abschnitt 5. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Dicke d2 des Dichtbereichs 3 weniger als 4,0 mm beträgt. Vorzugsweise ist die Dicke d2 < 2,0 mm. Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Dichtung 1', bei dem die Dicke d2 < 1,8 mm beträgt.
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6 zeigt die Dichtung 1' in Seitenansicht. Deutlich erkennbar ist auch hier, dass deren Grundkörper 11 einen Dichtungsbereich 3 und einen Abschnitt 5 aufweist, in dem das mindestens eine Bauteil 6 angeordnet ist. Erkennbar ist, dass der Dichtungsbereich 3 dünner als der Abschnitt 5 ist.
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Das Bauteil 6 kann dazu verwendet werden, verschiedene Funktionen zu realisieren, beispielsweise Leuchtanzeigen, Schutzbeschaltungen oder dergleichen.
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Besonders bevorzugt wird ein Bauteil 6, das bei entsprechender Ansteuerung Strahlung emittiert, insbesondere Licht. Es ist also möglich, bestimmte Funktionszustände anzuzeigen, die für die mit den Dichtungen 1 beziehungsweise 1' verbundenen Körper gegeben sind. Beispielsweise kann eine Fehlfunktion durch die Abgabe einer Strahlung bestimmter Wellenlänge, beispielsweise durch rotes Licht, angezeigt werden.
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Dabei ist es möglich, den Grundkörper 11 der Dichtung 1 beziehungsweise 1' strahlungs- beziehungsweise lichtdurchlässig auszugestalten, so dass über eine seitliche Begrenzungsfläche der Dichtung 1 beziehungsweise 1' Licht austreten kann und einem Benutzer angezeigt wird, dass ein bestimmter Funktionszustand gegeben ist.
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Es ist auch möglich, dass ein Bauteil 6 eine bestimmte Strahlung abgibt, die dazu führt, dass das Material des Grundkörpers 11 der Dichtung 1 beziehungsweise 1' Strahlung insbesondere Licht abgibt, das über eine Seitenfläche des Grundkörpers 11 der Dichtung 1, 1' austritt und für einen Betrachter erfassbar ist.
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Insgesamt zeigt sich, dass die Dichtung 1, 1' so ausgebildet ist, dass zwei mit dieser Dichtung zusammenwirkende Körper sehr nahe aneinander angeordnet werden können, so dass nur ein geringer Bauraum erforderlich ist. Dennoch ist es möglich, mit einer Dichtung 1, 1' der hier beschriebenen Art, Funktionen wie insbesondere Leuchtanzeigen, aber auch Schutzbeschaltungen oder dergleichen zu realisieren.
