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Die Erfindung betrifft eine Betriebsvorrichtung sowie einen Reifen.
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Die Erfindung geht aus von einer Betriebsvorrichtung, wobei die Betriebsvorrichtung für eine Anwendung in einem Reifen vorgesehen ist. Die Betriebsvorrichtung weist eine Sensorkomponente und eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente auf. Bei der Sende- und Empfangskomponente handelt es sich beispielsweise um eine Antenne. Die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente ist zu einem Senden und Empfangen elektromagnetischer Signale vorgesehen. Die Betriebsvorrichtung weist eine Hüllenkomponente auf, wobei die Sensorkomponente und die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente innerhalb der Hüllenkomponente fest angeordnet sind und wobei die Hüllenkomponente eine Längserstreckung und eine Breitenerstreckung aufweist. Dabei liegt die Breitenerstreckung insbesondere rechtwinklig zur Längserstreckung.
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Die Sensorkomponente ist vorgesehen, mittels der elektromagnetischen Sende- und Empfangskomponente Signale mittels elektromagnetischer Wellen zu Senden und zu Empfangen.
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Die Betriebsvorrichtung weist insbesondere eine gleichmäßige Gewichtsverteilung auf.
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Der Umstand, wonach die Sensorkomponente und die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente fest innerhalb der Hüllenkomponente angeordnet sind, bedeutet, dass die Sensorkomponente und die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente relativ zu der Hüllenkomponente unbeweglich sind. Die die Sensorkomponente und die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente sind beispielsweise mittels eines Formschlusses, eines Kraftschlusses oder eines Stoffschlusses in der Hüllenkomponente angeordnet.
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Somit nehmen die Sensorkomponente und die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente relativ zu der Hüllenkomponente immer die gleiche Position ein.
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Aus dem Stand der Technik sind Betriebsvorrichtungen für die Anwendung in einem Reifen bekannt. Dabei ist es auch bekannt, dass die Betriebsvorrichtungen, Sensorkomponenten und elektromagnetische Sende- und Empfangskomponenten aufweisen. Bei den Sensorkomponenten handelt es sich beispielsweise um Drucksensoren oder um Temperatursensoren. Die Drucksensoren sind insbesondere dazu vorgesehen, einen Druck, der in einem Innenraum des Reifens herrscht, zu messen. Die Temperatursensoren sind insbesondere dazu vorgesehen, eine Temperatur, die in einem Innenraum des Reifens herrscht, zu messen.
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Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, dass die Betriebsvorrichtungen derart ausgebildet sind, dass sie eine Hüllenkomponente aufweisen, wobei die Sensorkomponente und die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente innerhalb der Hüllenkomponente fest angeordnet sind.
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Dabei ist es aus dem Stand der Technik beispielsweise bekannt, derartige Betriebsvorrichtungen beweglich innerhalb eines Reifeninnenraumes, also dem Innenraum eines Reifens, anzuordnen.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Betriebsvorrichtungen weisen die elektromagnetischen Sende- und Empfangskomponenten, also die Antennen, eine bestimmte charakteristische Abstrahlcharakteristik aus. Dies bedeutet, dass die Abstrahlcharakteristik hinsichtlich der von der Antenne emittierten elektromagnetischen Wellen anisotrop, also ungleichmäßig, ist und es eine bevorzugte Ausrichtung der elektromagnetischen Sende- und Empfangskomponenten innerhalb des Reifens gibt. Diese Ausrichtung ist bevorzugt, weil Reifen mitunter elektromagnetisch reflektierende und elektromagnetisch isolierende Komponenten, beispielsweise Karkassen aus Stahl, aufweisen. Ferner kann durch andere Komponenten von Rädern, deren Bestandteil die Reifen sind, eine elektromagnetische Beeinflussung der elektromagnetischen Wellen erfolgen. Bei diesen anderen Komponenten von Rädern handelt es sich beispielsweise um Felgen der Räder.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Betriebsvorrichtungen könnten innerhalb eines Reifeninnenraumes eine Position einnehmen, bei der insbesondere die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente derart innerhalb des Reifenraumes ausgerichtet ist, dass keine optimale Ausstrahlung der elektromagnetischen Wellen sichergestellt ist.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Betriebsvorrichtung bereitzustellen, die in einem Reifeninnenraum frei beweglich einsetzbar ist, wobei eine vorteilhafte Ausstrahlung der elektromagnetischen Sende- und Empfangskomponente sicherstellbar ist.
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Gelöst wird die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch, dass die Längserstreckung mindestens einem 1,5 -fachen Wert der Breitenerstreckung entspricht.
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die Längserstreckung mindestens einem 1 ,5-fachen Wert der Breitenerstreckung entspricht, wird eine Betriebsvorrichtung bereitgestellt, die wegen der geometrischen Abmessungen der Hüllenkomponente und ihrer vorzugsweise gleichmäßigen Gewichtsverteilung dann in ein labiles Gleichgewicht oder in eine instabile Lage gerät, wenn die Längserstreckung in eine Ausrichtung parallel zu der Gravitationsrichtung der Erde am Ort der Betriebsvorrichtung gerät. In diesem Fall, der zur Gravitationsrichtung der Erde parallelen Ausrichtung der Längserstreckung, kippt die Betriebsvorrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit in eine stabile Lage, die rechtwinklig zu der Gravitationsrichtung der Erde und insbesondere parallel zu der Rotationsachse des Reifens liegt.
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Auch der Reifen weist im Normalbetrieb bezüglich der Gravitationsrichtung der Erde am Ort des Reifens stets eine weitestgehend gleiche Ausrichtung auf, beispielsweise liegt die Rotationsachse des Reifens regelmäßig orthogonal zur Gravitationsrichtung der Erde.
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Dadurch, dass sowohl die Längserstreckung als auch der Reifen bezüglich der Gravitationsrichtung der Erde die gleiche Ausrichtung aufweisen, nimmt auch die Längserstreckung innerhalb des Reifens selbst eine zu dem Reifen weitestgehend gleiche Ausrichtung ein.
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Dadurch, dass die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente bezüglich der Längserstreckung die stets gleiche Ausrichtung einnimmt, nimmt die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente auch bezüglich des Reifens stets die gleiche Ausrichtung ein.
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Somit kann die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente unter Berücksichtigung ihrer Abstrahlcharakteristik derart in der Hüllenkomponente fest angeordnet werden oder fest angeordnet sein, dass eine optimale Ausrichtung der elektromagnetischen Sende- und Empfangskomponente innerhalb des Reifens möglich ist. Dadurch ist das elektromagnetische Abschirmen oder Beeinflussen durch beispielsweise Festigkeitsträger des Reifens oder Felgen der Räder vermeidbar.
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Somit ist eine optimale Ausstrahlung der elektromagnetischen Sende- und Empfangskomponente sicherstellbar.
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Insbesondere entspricht eine maximale Längserstreckung der Hüllenkomponente mindestens einem 1,5-fachen Wert einer maximalen Breitenerstreckung der Hüllenkomponente entspricht. Auch die maximale Längserstreckung der Hüllenkomponente liegt stets rechtwinklig zu der maximalen Breitenerstreckung der Hüllenkomponente. Die maximale Längserstreckung ist insbesondere der Abstand zwischen einem ersten Punkt der Hüllenkomponente und einem zweiten Punkt der Hüllenkomponente, wobei der erst Punkt der Hüllenkomponente und der zweite Punkt der Hüllenkomponente die am weitesten voneinander entfernt liegenden Punkte der Hüllenkomponente sind.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Reifen, wobei der Reifen eine erfindungsgemäße Betriebskomponente aufweist.
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Bei dem Reifen handelt es sich beispielsweise um einen PKW-Reifen, um einen LKW-Reifen oder um einen Zweirad-Reifen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung entspricht die Längserstreckung einer Symmetrieachse der Hüllenkomponente.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung folgt die Hüllenkomponente der Form eines Rotationsellipsoids oder der Form eines Zylinders.
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Für den Fall, wonach die Hüllenkomponente der Form eines Rotationsellipsoids folgt, entspricht die Symmetrieachse der Verbindungslinie der beiden Brennpunkte des Ellipsoids.
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Für den Fall, wonach die Hüllenkomponente der Form eines Zylinders folgt, entspricht die Symmetrieachse der Zylindersymmetrieachse.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich für den Fall, wonach die Hüllenkomponente der Form eines Zylinders folgt, bei dem Zylinder um einen Zylinder mit polygonalem oder elliptischem und insbesondere kreisförmigem Querschnitt. Die Symmetrieachse liegt dabei jeweils orthogonal zum polygonalen, elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung ist die Hüllenkomponente aus einem Gummimaterial, insbesondere Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk, einem Polytetrafluorethylen-Material, Polyetheretherketone (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Polyoximethylen (Acetal) und/oder dem Material Polyimid (PI).
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die Hüllenkomponente aus einem Gummimaterial, insbesondere Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk, einem Polytetrafluorethylen-Material Polyetheretherketone (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Polyoximethylen (Acetal) und/oder dem Material Polyimid (PI) ausgebildet ist, wird eine Hüllenkomponente bereitgestellt, die ein, im Vergleich zu anderen mechanisch gleichbelastbaren Materialien, geringeres Gewicht aufweist. Ferner lassen diese Materialien insbesondere für den Fall, wonach Wasser in einen Reifeninnenraum eingetreten ist, die Hüllenkomponente und somit die Betriebsvorrichtung schwimmen.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hüllenkomponente eine Schaumstruktur auf.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hüllenkomponente eine geschlossene Außenfläche auf. Bei der Außenfläche der Hüllenkomponente handelt es sich um eine von der Hüllenkomponente wegorientierte Außenfläche. Geschlossen bedeutet insbesondere, dass die Außenfläche fluiddicht ist, also bezüglich Gase und Flüssigkeiten undurchdringlich.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hüllenkomponente eine poröse Außenfläche auf. Ein minimaler Durchmesser der Poren der porösen Außenfläche beträgt 0,5 mm.
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die Hüllenkomponente eine poröse Außenfläche aufweist, kann gleichzeitig eine mechanische Stabilität der Hüllenkomponente sichergestellt werden, sowie eine Wirkfähigkeit der Sensorkomponente durch die Poren der porösen Außenfläche hindurch sichergestellt werden. Dies bedeutet, dass die Sensorkomponente die Umgebung der Hüllkomponente sensorisch erfassen kann.
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Die poröse Außenfläche ist insbesondere fluiddurchlässig.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hüllenkomponente eine Netzstruktur auf.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hüllenkomponente Kapillaren auf. Dabei erstrecken sich die Kapillaren von einer Außenfläche der Hüllenkomponente bis zu der Sensorkomponente.
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die Hüllenkomponente Kapillaren aufweist, wobei sich die Kapillaren von einer Außenfläche der Hüllenkomponente bis zu der Sensorkomponente erstrecken, kann eine Sensorik und eine sensorische Erfassung der Sensorkomponente durch die Hüllenkomponente hindurch mit dem Innenraum des Reifens sichergestellt werden. Bei der Außenfläche, zu der sich die Kapillaren erstrecken, handelt es sich wiederum um die von der Hüllenkomponente weg orientierte Außenfläche der Hüllenkomponente.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hüllenkomponente eine mechanisch flexible Öffnung auf, derart, dass eine Sensorkomponente und/oder eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente aus der Hüllenkomponente durch die mechanisch flexible Öffnung herausgenommen und eine Sensorkomponente und/oder eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente durch die mechanisch flexible Öffnung hindurch in der Hüllenkomponente angeordnet werden können, ohne, dass die Hüllenkomponente dabei beschädigt wird.
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Durch den erfindungsgemäßen Umstand, wonach die Hüllenkomponente eine mechanisch flexible Öffnung aufweist, derart, dass eine Sensorkomponente und/oder eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente aus der Hüllenkomponente durch die mechanisch flexible Öffnung herausgenommen und eine Sensorkomponente und/oder eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente durch die mechanisch flexible Öffnung hindurch in der Hüllenkomponente angeordnet werden können, ohne, dass die Hüllenkomponente dabei beschädigt wird, kann die Hüllenkomponente nach Austausch der Sensorkomponente und/oder der elektromagnetischen Sende- und Empfangskomponente wiederverwendet werden.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hüllenkomponente ein Verbindungsmittel auf, wobei das Verbindungsmittel ein erstes Hüllenkomponententeil mit einem zweiten Hüllenkomponententeil verbindet, derart, dass durch ein Lösen des Verbindungsmittels der erste Hüllenkomponententeil von dem zweiten Hüllenkomponententeil gelöst, und insbesondere getrennt werden kann, derart, dass eine Sensorkomponente und/oder eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente aus der Hüllenkomponente herausgenommen und eine Sensorkomponente und/oder eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente in der Hüllenkomponente angeordnet werden können, ohne, dass die Hüllenkomponente dabei beschädigt wird.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Verbindungsmittel um eine Klemmverbindung, um eine Steckverbindung oder um eine Schraubverbindung.
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Gemäß einer nächsten vorzugsweisen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung sind die Sensorkomponente und/oder die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente von einer Folie umgeben die wasserundurchlässig ist aber luftdurchlässig ist. Die Folie ist insbesondere aus einem Polytetrafluorethylen-Material ausgebildet. Die Sensorkomponente und/oder die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente sind insbesondre zusammen mit der sie umgebenen Folien innerhalb der Hüllenkomponente von einer Folie umgeben angeordnet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten, auf die die Erfindung in ihrem Umfang aber nicht beschränkt ist, werden nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigt:
- 1: Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
- 2: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 3: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 4: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 5: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 6: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 7: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 8: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Betriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 9: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Reifens.
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In der 1 ist ein erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Betriebsvorrichtung 1 weist eine Sensorkomponente 2 und eine elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente 3 auf. Die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente 3 ist zu einem Senden und Empfangen elektromagnetische Signale vorgesehen. Die Betriebsvorrichtung 1 weist eine Hüllenkomponente 4 auf, wobei die Sensorkomponente 2 und die elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente 3 innerhalb der Hüllenkomponente 4 fest angeordnet sind. Die Hüllenkomponente 4 weist eine Längserstreckung 5 und eine Breitenerstreckung 6 auf, wobei die Breitenerstreckung 6 insbesondere rechtwinklig zur Längserstreckung 5 liegt.
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Die Längserstreckung 5 entspricht mindestens einem 1,5-fachen Wert der Breitenerstreckung 6.
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Insbesondere entspricht die Längserstreckung 5 einer Symmetrieachse 7 der Hüllenkomponente 4.
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Gemäß der in der 1 schematisch dargestellten Ausführungsform folgt die Hüllenkomponente 4 der Form eines Rotationsellipsoids.
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Die Längserstreckung 5 ist gemäß der in der 1 dargestellten Ausführungsform insbesondere eine maximale Längserstreckung der Hüllenkomponente. Diese in der 1 dargestellte Längserstreckung 5 ist somit insbesondere der Abstand zwischen einem ersten Punkt 18 der Hüllenkomponente 4 und einem zweiten Punkt 19 der Hüllenkomponente 4, wobei der erste Punkt 18 der Hüllenkomponente 4 und der zweite Punkt 19 der Hüllenkomponente 4 die am weitesten voneinander entfernt liegenden Punkte der Hüllenkomponente 4 sind.
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In der 2 ist eine erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 2 folgt die Form der Hüllenkomponente 4 der Form eines Zylinders. Gemäß der in der 2 dargestellten Ausführungsform weist der Zylinder einen polygonalen Querschnitt 8 auf. Gemäß der in der 2 dargestellten Ausführungsform entspricht die Längserstreckung 5 der Symmetrieachse des Zylinders, dessen Form die Hüllkomponente 4 folgt.
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In der 3 ist eine erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch dargestellt. Im Unterschied zur Darstellung in der 2 weist der Zylinder einen kreisförmigen Querschnitt 8 auf. Gemäß der in der 3 dargestellten Ausführungsform entspricht die Längserstreckung 5 der Symmetrieachse des Zylinders, dessen Form die Hüllkomponente 4 folgt. Gemäß der in der 3 dargestellten Ausführungsform entspricht die Breitenerstreckung 6 dem Durchmesser des Kreises dessen Form der Querschnitt 8 folgt.
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In der 4 ist eine erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 4 weist die Betriebsvorrichtung 1 eine Hüllenkomponente 4 auf, wobei die Hüllenkomponente 4 eine poröse Außenfläche 13 aufweist. Die Porosität wird durch Poren 20 gebildet.
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In der 5 ist eine erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch im Querschnitt dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 5 weist eine Außenfläche 13 der Hüllenkomponente 4 Kapillaren 9 auf. Die Kapillaren 9 erstrecken sich von der Außenfläche 13 der Hüllenkomponente 4 bis zu der Sensorkomponente 2.
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In der 6 ist eine erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch im Querschnitt dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 6 weist die Hüllenkomponente 4 eine mechanisch flexible Öffnung 10 auf.
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In der 7 ist eine erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch im Querschnitt dargestellt. Gemäß der Darstellung in der 7 weist die Hüllenkomponente 4 ein Verbindungsmittel 11 auf. Das Verbindungsmittel 11 verbindet ein erstes Hüllenkomponententeil 12 mit einem zweiten Hüllenkomponententeil 14. Dabei kann durch ein Lösen des Verbindungsmittels 11 der erste Hüllenkomponententeil 12 von dem zweiten Hüllenkomponententeil 14 gelöst und insbesondere getrennt werden.
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In der 8 ist ein erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform schematisch im Querschnitt dargestellt. Gemäß der in der 8 schematisch dargestellten Ausführungsform folgt die Hüllenkomponente 4 der Form eines Rotationsellipsoids mit ebenen Endflächen 22.
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In der 9 ist ein erfindungsgemäßer Reifen 15 schematisch dargestellt. Der Reifen 15 weist eine erfindungsgemäße Betriebskomponente 1 auf. Der Reifen 15 ist in Radialschnittansicht dargestellt und um eine Rotationsachse 16 in eine Umlaufrichtung 17 rotierbar. Die Betriebskomponente 1 befindet sich in einem Reifeninnenraum 21 des Reifens 15.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Betriebsvorrichtung
- 2
- Sensorkomponente
- 3
- elektromagnetische Sende- und Empfangskomponente
- 4
- Hüllenkomponente
- 5
- Längserstreckung
- 6
- Breitenerstreckung
- 7
- Symmetrieachse der Hüllenkomponente
- 8
- Querschnitt eines Zylinders
- 9
- Kapillaren
- 10
- mechanisch flexible Öffnung
- 11
- Verbindungsmittel
- 12
- erstes Hüllenkomponententeil
- 13
- Außenfläche der Hüllenkomponente
- 14
- zweiten Hüllenkomponententeil
- 15
- Reifen
- 16
- Rotationsachse
- 17
- Umlaufrichtung
- 18
- Erster Punkt
- 19
- Zweiter Punkt
- 20
- Poren
- 21
- Reifeninnenraum
- 22
- Endflächen
