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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Einrichtungen, die eine tragbare elektronische Vorrichtung an der Anatomie des Benutzers befestigen. Die Offenbarung bezieht sich insbesondere auf Bänder, die einen eng anliegenden Sitz für eine tragbare elektronische Vorrichtung mit einem optischen Herzfrequenzsensor bereitstellen, um die Herzfrequenzmessung zu verbessern.
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STAND DER TECHNIK
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Die Passform eines Bands für eine tragbare elektronische Vorrichtung ist nicht wichtig, um ein angenehmes Benutzererlebnis bereitzustellen, sondern auch um den zuverlässigen Betrieb der Vorrichtung sicherzustellen. Es wurden bereits mehrere Versuche unternommen, die Passform eines Bandes durch Optimierung seiner Dehnungseigenschaften zu verbessern, wie in
US 20160255921 A1 und
US20170065038A1 erörtert.
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Eine Herausforderung bei der Entwicklung moderner intelligenter tragbarer Vorrichtungen ist die Notwendigkeit, ein bestimmtes Material für das Band zu verwenden. Vor allem Leder wird von den Verbrauchern wegen seiner Haltbarkeit, aber auch aus ästhetischen Gründen geschätzt. Allerdings haben sich sowohl Natur- als auch Kunstlederqualitäten als für die Verwendung als Grundmaterial für ein Band für eine tragbare elektronische Vorrichtung nicht optimal erwiesen, da Leder nur begrenzte Nachgiebigkeitseigenschaften aufweist, um einen eng anliegenden Sitz zu gewährleisten.
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Dementsprechend besteht nach wie vor die Notwendigkeit, ein Lederband für eine tragbare elektronische Vorrichtung zu entwickeln, das eine gute Passform bereitstellt, die für die Sensoren der elektronischen Vorrichtung erforderlich ist.
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KURZDARSTELLUNG
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Die Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche definiert. Einige spezifische Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine tragbare elektronische Vorrichtung mit einem Band bereitgestellt. Das Band besteht aus einer ersten Schicht Mikrofaser und einer zweiten Schicht aus Natur- oder Kunstleder als eine äußere Schicht. Eine Schicht aus elastischem Klebstoff befestigt die erste Schicht an der zweiten Schicht. Die erste Schicht ist ein struktureller Teil des Bandes, der die mechanischen Eigenschaften des Bandes maßgeblich definiert, während die zweite Schicht eine Vorderseite ist, die der ersten Schicht entspricht. Die Dicke der Schicht aus elastischem Klebstoff ist geringer als die Dicke der ersten Schicht und der zweiten Schicht. Die tragbare elektronische Vorrichtung umfasst einen optischen Herzfrequenzsensor, der in dem Gehäuse untergebracht ist.
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Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung können ein oder mehrere Merkmale aus der folgenden Liste beinhalten:
- - das Mikrofasergrundmaterial ist ein Ultra-Mikrofasergewebe
- - das Mikrofaser-Grundmaterial ist Ultrasuede®;
- - der Rohling der ersten Schicht besteht aus einem einteiligen Ultra-Mikrofasergewebe;
- - die erste Schicht ist als eine innere Schicht gegenüber der äußeren Schicht angeordnet;
- - die zweite Schicht ist dünner als die erste Schicht;
- - die elastischen Eigenschaften der ersten Schicht und der zweiten Schicht sind im Wesentlichen aufeinander abgestimmt;
- - die zweite Schicht ist flexibler als die erste Schicht;
- - der Streifen ist in einer Längsrichtung langgestreckt und weist eine Breite in einer Querrichtung auf;
- - der Streifen weist in der Längsrichtung eine größere Elastizität auf als in der Querrichtung;
- - der Unterschied in der Elastizität zwischen der Längs- und der Querabmessung beträgt 20 % oder mehr;
- - der Unterschied in der Elastizität zwischen der Längs- und der Querabmessung beträgt 50 % oder mehr;
- - der Unterschied in der Elastizität zwischen der Längs- und der Querabmessung beträgt 100 % oder mehr;
- - der Unterschied in der Elastizität zwischen der Längs- und der Querabmessung beträgt 200 % oder mehr;
- - der Unterschied in der Elastizität, insbesondere in dem Elastizitätsmodul und/oder in der Längsrichtung, zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht beträgt höchstens 20 %;
- - der Unterschied in der Elastizität, insbesondere in dem Elastizitätsmodul und/oder in der Längsrichtung, zwischen der ersten Schicht und der Schicht aus elastischem Klebstoff beträgt höchstens 20 %;
- - die Klebstoffschicht ist flexibler als die erste Schicht;
- - die Dicke der ersten Schicht ist in dem Bereich von 1 bis 2 mm;
- - die Dicke der zweiten Schicht beträgt weniger als 1 mm;
- - der Streifen besteht nur aus der ersten Schicht, der zweiten Schicht und der Schicht aus elastischem Klebstoff über den gesamten Streifen;
- - der Streifen umfasst nur die erste Schicht, die zweite Schicht und die Schicht aus elastischem Klebstoff über den gesamten Streifen in der Längs- und Querabmessung, wobei der Streifen weitere Elemente in der Dickenabmessung umfassen kann;
- - der Streifen umfasst ein Befestigungsende mit einem Schlaufenabschnitt zum Ausbilden eines Raums für eine Haltevorrichtung an der tragbaren elektronischen Vorrichtung,
- - der Streifen umfasst ein Verschlussende mit einem Schlaufenabschnitt, der einen Raum für eine Haltevorrichtung an einer Schnalle ausbildet;
- - der Streifen umfasst sowohl ein solches Befestigungsende (als auch ein solches Verschlussende);
- - die zweite Schicht deckt den Schlaufenbereich ab;
- - der Streifen umfasst eine Naht, die den Schlaufenabschnitt abschließt und einen Übergang zwischen der zweiten Schicht und der ersten Schicht ausbildet;
- - die erste Schicht liegt auf dem größten Teil der Innenseite des Bandes frei;
- - der Streifen umfasst einen ersten Teil, der ein Befestigungsende und ein Verschlussende aufweist;
- - der Streifen umfasst einen zweiten Teil, der ein Befestigungsende und ein Verschlussende aufweist;
- - das Befestigungsende des ersten Teils ist dazu konfiguriert, an der tragbaren elektronischen Vorrichtung an einem ersten Befestigungspunkt an der tragbaren elektronischen Vorrichtung befestigt wird;
- - das Verschlussende des ersten Teils ist dazu konfiguriert, an dem Verschlussende des zweiten Teils befestigt zu werden;
- - das Befestigungsende des zweiten Teils ist dazu konfiguriert, an der tragbaren elektronischen Vorrichtung an einem zweiten Befestigungspunkt an der tragbaren elektronischen Vorrichtung befestigt wird;
- - der Streifen umfasst eine in den Schlaufenbereich des Streifens eingefügte Haltevorrichtung;
- - der Streifen umfasst in der Nähe des Verschlussendes des ersten Teils oder des Schlaufenabschnitts des ersten Teils oder des zweiten Teils oder in einer beliebigen Kombination davon eine Naht;
- - der erste Teil umfasst eine Schnalle und eine kooperative Zunge an dem Verschlussende;
- - der zweite Teil umfasst eine entsprechende Spitze, die dazu gestaltet ist, durch die Schnalle eingeführt zu werden, und eine Mehrzahl von Löchern für die Aufnahme der Zunge;
- - die tragbare elektronische Vorrichtung umfasst ein Gehäuse;
- - das Gehäuse umfasst einen ersten Befestigungspunkt, der an einem Ende des Gehäuses bereitgestellt ist;
- - der erste Befestigungspunkt ist dazu konfiguriert, den Schlaufenabschnitt des ersten Teils des Bandes durch eine Haltevorrichtung aufzunehmen;
- - das Gehäuse umfasst einen zweiten Befestigungspunkt, der an einem anderen Ende des Gehäuses bereitgestellt ist;
- - der zweite Befestigungspunkt ist dazu konfiguriert, den Schlaufenabschnitt des zweiten Teils des Bandes durch eine Haltevorrichtung aufzunehmen;
- - die Befestigungspunkte sind beide für die Aufnahme eines Federstegs konfiguriert,
- - die zweite Schicht hat einen Einfluss von höchstens 30 %, höchstens 20 % oder weniger als 20 % auf die mechanischen Eigenschaften des Streifens,
- - der größte Teil der inneren Schicht ist freigelegt,
- - nur ein kleiner Teil des Oberflächenbereichs der inneren Schicht ist bedeckt.
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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung werden beträchtliche Vorteile erzielt.
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Durch die Verwendung von Leder als die Vorderseite einer äußeren Schicht eines laminierten Bandes können die Vorteile von Leder genutzt und gleichzeitig technische Eigenschaften erzielt werden, die für intelligente Vorrichtungen von Vorteil sind, die einen zuverlässigen Hautkontakt erfordern. Andererseits wird durch die Verwendung von Mikrofasermaterial als das Rohmaterial für die innere Schicht des Bandes die Elastizität in einer Dimension erhöht und in einer anderen verloren. Auf diese Weise lässt sich das Bandgewebe derart ausrichten, dass die Elastizität des Bandes nach dem Schließen der Schlaufe einen zuverlässigen Sitz der tragbaren elektronischen Vorrichtung an dem Benutzer sicherstellt. Das relativ weiche Mikrofasermaterial des Bandes wiederum erleichtert die Anpassung an kleine Konturen der Anatomie des Benutzers, wie hervorstehende Knochen usw. Durch das Aufweisen der relativ geringen Elastizität in der Querabmessung behält das Band eine gute Verformungsbeständigkeit. Diese Vorteile sind besonders bei Anwendungen nützlich, bei denen die tragbare elektronische Vorrichtung mit einem optischen Herzfrequenzsensor ausgestattet ist, dessen Genauigkeit stark von einem gleichmäßigen Kontakt mit der Haut des Benutzers abhängt. Die optische Herzfrequenz- oder Pulsmessung wird mit einer Sensoranordnung mit Lichtsendern und Lichtsensoren durchgeführt, die an dem Boden des Uhrengehäuses platziert sind. Die Messung wird durch Umgebungslicht gestört, das den Sensor oder die Sensoren von den Seiten her erreicht, wenn die Uhr nicht in gutem Kontakt mit der Haut bleibt. Auch die Schwingungen oder Vibrationen des Handgelenksgewebes an den Sensoren bei Bewegungen des Handgelenks, beispielsweise beim Laufen, verursachen Signalrauschen und erschweren die Messung. Die Probleme mit der Zuverlässigkeit der Messung werden noch verschärft, wenn die Uhr relativ schwer ist und locker sitzt. Andererseits wäre ein zu eng anliegendes Uhrenband zu unangenehm. Es ist daher wünschenswert, einen enganliegenden Sitz mit einem angenehmen Gefühl zu haben, um ein begehrenswertes Produkt von guter Qualität herzustellen. Mit anderen Worten: Die neuartige Bandkonstruktion hat das Potenzial, die Genauigkeit der Herzfrequenzsignale zu verbessern, die mit optischen Herzfrequenzsensoren, die in einer tragbaren elektronischen Vorrichtung eingeschlossen ist, erfasst werden.
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Diese Vorteile könnten nicht erreicht werden, wenn das Band vollständig aus Leder gefertigt wäre.
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Außerdem kann die innere Schicht, die in ständigem Kontakt mit der Haut steht, mit wirksamen Substanzen gereinigt werden, die auf Leder nicht angewendet werden könnten.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen bestimmte Ausführungsbeispiele näher beschrieben, hierbei zeigen:
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- 1 eine Ansicht von oben auf ein Band gemäß wenigstens einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, das mit einer elektronischen, tragbaren Vorrichtung verbunden ist, die in gestrichelten Linien in einer flachen Konfiguration gezeigt ist;
- 2A eine Ansicht von oben auf das kurze Stück des Bandes von 1;
- 2B eine Seitenansicht des kurzen Stücks des Bandes von 1;
- 2C eine Ansicht von unten auf das kurze Stück des Bandes von 1;
- 3A eine Ansicht von oben auf das lange Stück des Bandes von 1;
- 3B eine Seitenansicht des langen Stücks des Bandes von 1;
- 3C eine Ansicht von unten auf das lange Stück des Bandes von 1, und
- 4 eine Seitenansicht des Bandes und der elektronischen tragbaren Vorrichtung von 1 in einer Schlaufenkonfiguration.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden zahlreiche Ausführungsformen mit einem Band beschrieben, das einen Streifen aufweist, der aus wenigstens zwei aufeinander geschichteten Materialien als eine Strukturschicht und als eine Vorderseitenschicht hergestellt ist. Die Vorderseitenschicht ist als eine dekorative Deckschicht gedacht, die dem Band keine strukturellen Trageigenschaften verleihen soll. Dementsprechend ist die Vorderseitenschicht vorzugsweise flexibler als die Strukturschicht. Die Strukturschicht und die Vorderseitenschicht sind mit einer Klebstoffschicht aneinander befestigt, wobei der Klebstoff und die Vorderseitenschicht vorzugsweise derart eingestellt sind, dass sie der maximal gestalteten Biegung oder Verformung des Bandes standhalten, d. h. nicht brechen. In dieser gesamten Beschreibung wird die Strukturschicht als eine innere oder erste Schicht bezeichnet und die dekorative Deckschicht als eine Vorderseiten- oder zweite Schicht bezeichnet.
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1 veranschaulicht ein beispielhaftes Band 100, das gemäß einer Ausführungsform an einer tragbaren elektronischen Vorrichtung 200, die in einer gestrichelten Linie gezeigt ist, befestigt ist. Das Band und die tragbare elektronische Vorrichtung 200 werden in einer flachen Konfiguration präsentiert, wobei sich das Band gerade von der tragbaren elektronischen Vorrichtung erstreckt. Die Ausführungsform wird in der Form eines Bandes beschrieben, mit dem eine intelligente Uhr an dem Handgelenk eines Benutzers befestigt werden kann. Die hierin beschriebenen und in den beigefügten Ansprüchen definierten Grundsätze sind ebenso auf andere Endgeräte anwendbar, wie Herzfrequenzmesser oder Bewegungssensoren, die an verschiedenen Teilen der menschlichen Anatomie angebracht werden, wie an der Brust, an dem Knöchel oder an dem Oberarm. Weiterhin präsentieren die veranschaulichten Beispiele einen Schnallenmechanismus für die Befestigung der Bandteile 110, 120 aneinander, doch könnte der Schnallenmechanismus durch einen anderen Verschlussmechanismus, wie einen Schmetterlingsverschluss, ersetzt werden. Den Ausführungsformen gemeinsam ist das zentrale Konzept, dass das Band 100 beziehungsweise die Bandteile 110, 120 eine Vorderseitenschicht aus Leder und eine innere Schicht aus Mikrofaser, insbesondere Ultra-Mikrofaser, wie Ultrasuede®, beinhalten.
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Betrachten wir zunächst das Band 100, das in 1 in einer ebenen, ausgebreiteten Konfiguration und in 4 in einer Schlaufenkonfiguration gezeigt ist. Das Band 100 besteht aus zwei Teilen, nämlich einem ersten Teil 110 und einem zweiten Teil 120. Beide Teile 110, 120 verfügen über einen Streifen 111, 121, der mit Hilfselementen, wie Haltevorrichtungen, ausgestattet ist. Der Streifen 111 ist in einer Längsabmessung X langgestreckt, weist eine Breite in einer ersten Querabmessung Y und eine Dicke in einer anderen Querabmessung auf. Die tragbare elektronische Vorrichtung 200, wie eine intelligente Uhr, wird zwischen den Teilen 110, 120 bereitgestellt und befestigt. Der erste Teil 110 wirkt als der weibliche Teil eines zweiteiligen Bandes und umfasst eine Schnalle 113 mit einer Zunge 114 zum Eingreifen in eine jeweilige Öffnung in dem zweiten Teil 120. In dem vorliegenden Gebiet werden solche Bandteile als „kurze Stücke“ bezeichnet. Wie vorstehend angezeigt, könnte die Schnalle 113 durch einen anderen Mechanismus ersetzt werden, wie durch eine einfache Schlaufe für einen Klettverschluss (in den FIGUREN nicht veranschaulicht), ein Schnallenteil (in den FIGUREN nicht veranschaulicht) oder eine formschlüssige Schnellkupplung (in den FIGUREN nicht veranschaulicht). Der erste Teil 110 weist drei Abschnitte auf, nämlich ein Befestigungsende 110A an einem Ende für die Befestigung an der tragbaren elektronischen Vorrichtung 200, ein Verschlussende 110C an dem anderen Ende für die Aufnahme der Befestigung an dem zweiten Bandteil 120 und einen Zwischenabschnitt 110B dazwischen. Der erste Teil 110 kann ebenso herkömmliche Schlaufen 115 beinhalten, um überschüssige Abschnitte des zweiten Bandteils 120 in einer Schlaufenkonfiguration des Bandes zu halten (4).
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Der zweite Teil 120 wirkt als der männliche Teil eines zweiteiligen Bandes und umfasst eine Spitze 123, die durch die Schnalle 113 eingeführt wird, und eine Reihe von Löchern 124 für die Aufnahme der Zunge 114. In dem vorliegenden Gebiet werden solche Bandteile als „lange Stücke“ bezeichnet. Wie vorstehend angezeigt, könnte der Schnallenmechanismus durch eine Alternative ersetzt werden, wobei der zweite Teil 120 ein Klettverschlussbefestigungsstück, einen Magneten, einen Schnallenteil, eine Schnellkupplung usw. beinhalten würde. Der zweite Teil 120 weist drei Abschnitte auf, nämlich ein Befestigungsende 120A an einem Ende für die Befestigung an der tragbaren elektronischen Vorrichtung 200, ein Verschlussende 120C an dem anderen Ende für die Aufnahme der Befestigung an dem ersten Bandteil 110 und einen Zwischenabschnitt 120B dazwischen.
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2A, 2B und 2C zeigen Details des ersten Teils 110. 2B zeigt den ersten Teil 110A von der Seite, wobei die doppellagige Konstruktion des Bandes freigelegt wird. Die erste Schicht 111A ist dem Benutzer zugewandt und steht in ständigem Hautkontakt mit dem Benutzer. Die erste Schicht 111A erstreckt sich zwischen den Schlaufenenden 111B und 111D und bedeckt somit den größten Teil des ersten Teils 110 entlang der Längsabmessung. Die erste Schicht 111A liegt auf der Innenseite des Bandes 100 frei.
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Die erste Schicht 111A des Streifens 111 besteht aus Mikrofaser. Mit anderen Worten: Die erste Schicht 111A besteht aus einem Mikrofasergrundmaterial. Die erste Schicht 111A kann, wenn sie zu einem Teil des Bandteils verarbeitet wird, weitere Materialien beinhalten, wie Klebstoff oder Texturgarn oder Silikonkissen, die an der inneren Oberfläche angebracht sind, aber die Basis des Streifens wird durch ein Mikrofasertuch ausgebildet. Die Dicke der ersten Schicht 111A kann höchstens 3 mm betragen, wie in dem Bereich von 1 bis 2 mm. Das Mikrofasermaterial ist vorzugsweise Ultra-Mikrofaser, wie Ultrasuede®. Das Mikrofasermaterial kann Polyester oder Polyamid oder ein anderes geeignetes Fasermaterial, wie Kohlefaser, und Polyurethan oder ein anderes geeignetes flexibles Polymer als ein Bindemittel umfassen, wie Silikon.
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Die erste Schicht 111A erstreckt sich über die gesamte Längsabmessung X des Streifens 111. Die erste Schicht 111A kann sich optional, wie gezeigt, durch die Schlaufenabschnitte 111B, 111D erstrecken. Alternativ kann die erste Schicht 111A ebenso vor dem Schleifenabschnitt 111B, 111D oder einem von ihnen enden. 2B zeigt, wie sich die erste Schicht 111A um einen Federsteg 112 und einen Stift 113B der Schnalle 113A windet. Der Federsteg 112 dient als eine beispielhafte Haltevorrichtung für die elektronische Vorrichtung 200. Andere Haltevorrichtungsalternativen sind Schnallenverbindungen, gleitende Blöcke usw. Auf der Innenseite ist die erste Schicht 111A an sich selbst befestigt. Das Ende der ersten Schicht 111A ist vorzugsweise so dünn wie möglich und über eine geeignete Länge abgeschrägt, um einen großen Oberflächenbereich für das Befestigungsmittel bereitzustellen. Das Gleiche gilt für die beiden Enden des Streifens 111. Der Schlaufenabschnitt 111D an dem Verschlussende 110C weist ebenso ein ähnliches schlaufenförmiges Ende wie der Schlaufenabschnitt 111B an dem Befestigungsende 110A auf. Die in 2B gezeigte Ausführung, bei der die erste Schicht 111A den Schlaufenabschnitt 111B bedeckt, kann für den Zweck bevorzugt werden, dass die relativ verschleißfeste und rutschige Mikrofaser mit den in den Schlaufenabschnitten 111B, 111D enthaltenen Beschlägen in Kontakt ist.
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In einer besonderen Ausführungsform besteht die Mikrofaser aus 65 bis 80 Gew.-% Polyester-Ultra-Mikrofasern, die mit 35 bis 20 Gew.-% nichtfaserigem Polyurethan-Bindemittel nicht gewebt sind.
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Die erste Schicht 111A erstreckt sich entlang der Längsabmessung X, um eine innere Schicht des Streifens auszubilden. Die erste Schicht 111A ist derart ausgerichtet, dass sie in der Längsabmessung X eine größere Elastizität aufweist als in der Querabmessung Y. Der Unterschied des Elastizitätsmoduls zwischen der Längsabmessung X und der Querabmessung Y kann 20 % oder mehr, vorzugsweise 50 % oder mehr, 100 % oder mehr, 200 % oder mehr oder mehr als eine oder zwei Größenordnungen betragen.
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Der Streifen 111 ist mit einer zweiten Schicht 111C, die aus Natur- oder Kunstleder hergestellt ist, versehen, die die Vorderseite des Bandes 100 ausbildet. Geeignete Lederarten beinhalten Rindsleder, das in einer relativ dünnen Schicht abgeschält wird. Die Dicke der zweiten Schicht 111C ist recht gering, sodass sie sich nur minimal auf die Elastizität des Streifens 111 auswirkt. Dementsprechend kann die Dicke der zweiten Schicht 111C weniger als 1 mm betragen, wie in dem Bereich von 0,2 bis 0,9 mm, insbesondere zwischen 0,5 und 0,8 mm.
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Die zweite Schicht 111C bildet die Vorderseite des Streifens 111 aus und ist somit dem Benutzer abgewandt, wodurch sie keinem Hautfett ausgesetzt wird. Um den sichtbaren Teil des Streifens 111 vollständig zu bedecken, erstreckt sich die zweite Schicht 111C über die gesamte Längsabmessung X des Streifens 111, aber auch durch die Schlaufenabschnitte 111B, 111D. 2B zeigt, wie sich die zweite Schicht 111C um den Federsteg 112 und den Stift 113B der Schnalle 113A windet. Auf der Innenseite ist die zweite Schicht 111C an der ersten Schicht 111A durch eine Naht 117 befestigt, die den Schlaufenabschnitt 111B abschließt, aber auch die zweite Schicht 111C in die erste Schicht 111A und die äußere Schicht 111C übergehen lässt. Um einen reibungslosen Übergang zu ermöglichen, wird das Ende der zweiten Schicht 111C vorzugsweise so dünn wie möglich und über eine geeignete Länge abgeschrägt, um einen großen Oberflächenbereich für das Befestigungsmittel bereitzustellen. Das Gleiche gilt für die beiden Enden des Streifens 111. Der Schlaufenabschnitt 111D an dem Verschlussende 110C weist ebenso eine ähnliche Naht 119 wie der Schlaufenabschnitt 111B an dem Befestigungsende 110A auf.
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Mit anderen Worten: Die innere Schicht 111A ist dazu bestimmt, dem Benutzer zugewandt zu sein und mit der Haut des Benutzers in Kontakt zu stehen. Zu diesem Zweck wird der größte Teil der inneren Schicht 111A freigelegt. Mit anderen Worten: Nur ein kleiner Teil des Oberflächenbereichs der inneren Schicht 111A kann gemäß einer Ausführungsform abgedeckt werden.
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Die Schichten 111A, 111C werden aneinander befestigt, indem sie beispielsweise mit einem wärmehärtenden Klebstoff dazwischen verklebt werden. Dementsprechend befindet sich zwischen den Lagen 111A, 111C eine Schicht aus elastischem Klebstoff oder eine wärmeaktivierte Klebeschicht, die die Lagen 111A, 111C zusammenhält. Die Schicht aus elastischem Klebstoff ist sehr dünn, wenigstens dünner als die erste und zweite Schicht 111A, 111C. Vorzugsweise ist die Schicht aus elastischem Klebstoff so dünn, dass sie mit bloßem Auge bei freier Sicht in 20 cm Entfernung am helllichten Tag nicht zu erkennen ist. Der Klebstoff kann teilweise oder vollständig in die Schichten 111A, 111C eindringen. Der gewählte Klebstoff ist vorzugsweise stark und nachgiebig, damit sich der Streifen 111 in der Längsabmessung dehnen kann. Geeignete Klebstoffe beinhalten wärmehärtende Klebstoffe, wie ein thermoplastischer Polyurethanfilm, der für die Aktivierung der Klebeeigenschaften geschmolzen wird. Andere Beispiele beinhalten Klebstoffe, die in flüssiger Form aufgetragen werden und durch Trocknen oder Erhitzen gehärtet werden können. Vorzugsweise ist der ausgewählte Klebstoff wenigstens so elastisch wie die Mikrofaser der ersten Schicht 111A, 121A, um eine Delamination zu verhindern, wenn sie einer Dehnung ausgesetzt wird. Es ist wenigstens wünschenswert, dass der Klebstoff kein begrenzender Faktor für die Dehnungsfähigkeit des Bandes 100 ist. Bei der Herstellung kann ein Rohling aus Mikrofaser und Leder mit einem elastischen Klebstoff oder einer wärmeaktivierten Klebeschicht in zwei Schichten laminiert und dann in die endgültige Form geschnitten werden, oder wird der Streifen zunächst aus Rohlingen aus Mikrofaser und Leder geschnitten, die dann in die in den FIGUREN gezeigte Form gebracht werden.
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Wie bereits erwähnt, sind die Strukturschicht und die Vorderseitenschicht mit einer Klebstoffschicht aneinander befestigt, wobei der Klebstoff und die Vorderseitenschicht vorzugsweise derart eingestellt sind, dass sie der maximal gestalteten Biegung oder Verformung des Bandes standhalten, d. h. nicht brechen. Dies kann getestet werden, sodass man die Biegung des Bandes beispielsweise in einem statischen Bandtest mit 200 kN misst. Dementsprechend kann die Vorderseitenschicht getestet werden, um sicherzustellen, dass sie der gemessenen Dehnung des Bandes standhält. Die beispielhafte Testkraft von 200 kN kann durch einen beliebigen Test ersetzt werden, bei dem die Biegung des Bandes für den vorgesehenen Verwendungszweck gemessen wird. Mit anderen Worten: Das Band ist gestaltet, um eine Eigenflexibilität aufzuweisen. Erst mehrere Biegezyklen stellen sicher, dass die Vorderseitenschicht keinen Schaden nimmt oder sich ablöst.
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Die Klebebefestigung kann mit Nähten verstärkt werden, insbesondere in der Nähe eines oder beider der Schlaufenabschnitte 111B, 111D. In dem veranschaulichten Beispiel ist nur der Schlaufenabschnitt 111D an dem Verschlussende 110C mit einer zweizeiligen Naht versehen, die beide Lagen 111A, 111C durchdringt.
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Die erste Schicht 111A, 121A ist ein struktureller Teil des Bandes 100, der die mechanischen Eigenschaften des Bandes 100 maßgeblich definiert. Die zweite Schicht 111C, 121C hingegen ist lediglich eine Vorderseite, die den Eigenschaften des Bandes entspricht, die weitgehend durch die erste Schicht 111A, 121A vorgegeben sind. Es zeigt sich, dass die zweite Schicht 111C, 121C höchstens 20 % der mechanischen Eigenschaften des Bandes 100 beeinflusst. Wenn beispielsweise eine Eigenschaft der ersten Schicht 11 1A, 121A, wie Dehnungseigenschaften, Flexibilität oder Zugfestigkeit, sowohl ohne die zweite Schicht 111C, 121C als auch mit der zweiten Schicht 11 1C, 121C gemessen wird, kann der Unterschied der Messwerte ohne die zweite Schicht im Vergleich zu den Messwerten mit der zweiten Schicht höchstens 30 %, vorzugsweise höchstens 20 %, besonders bevorzugt weniger als 20 % betragen.
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Der erste Teil beherbergt eine Haltevorrichtung 112, wie ein Federsteg, innerhalb des von dem Schlaufenabschnitt 111B umschlossenen Streifens 111. Der Federsteg 112 dient für die Befestigung an der tragbaren elektronischen Vorrichtung 200. Der Federsteg 112 kann mit einem Auslösemechanismus 118 betrieben werden, um den beweglichen Stift des Federstegs 112 zwischen einem ausgefahrenen und einem eingefahrenen Zustand umzuschalten. Der Auslösemechanismus 118 kann durch eine jeweilige Öffnung in dem Streifen 111 zugänglich sein. Die Schnalle 113 umfasst einen vergleichbaren Steg (in den FIGUREN nicht gezeigt), um den der Schlaufenabschnitt des Streifens 111 gewickelt ist. Die vorzugsweise abgeschrägten Enden des Streifens 111 treffen sich in einer Naht 117, 119, die durch Verkleben geschlossen wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Enden des Streifens 111 an der Naht 117, 119 mit einem duroplastischen Klebstoff geschlossen. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Enden des Streifens 111 an der Naht 117, 119 mit einem Kontaktkleber geschlossen. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Enden des Streifens 111 an der Naht 117, 119 durch Schweißen geschlossen. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden die Enden des Streifens 111 an der Naht 1 17, 119 durch Nähen geschlossen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform, bei der die zweite Schicht 111C aus Kunstleder hergestellt ist, wie eine, die PVC und/oder PU umfasst, werden die Enden des Streifens 111 an der Naht 117, 119 durch Verschmelzen der Schichten 111A, 111C unter Anwendung von Wärme geschlossen. Das Kunstleder kann insbesondere ein Polyestersubstrat mit einer thermoplastischen Polyurethan-Deckschicht umfassen, die eine weiche Haptik und Textur bereitstellt, die der von Naturleder ähnelt. Tatsächlich wird das Kunstleder aus einem synthetischen Material ausgewählt, das die Eigenschaften und die Oberflächenbeschaffenheit von natürlichem Leder nachahmt. Das synthetische Material ist ein weiches Elastomer, wie Silikon. Das Kunstleder kann ebenso natürliches Grundmaterial umfassen, wie beschichtete Bananenblättern oder beschichtete Fasern, die aus Bananenblättern gewonnen werden.
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Die Dicke der zweiten Schicht 111C, 121C wird vorzugsweise eingestellt, um den Dehneigenschaften der ersten Schicht 111A, 121A zu entsprechen. Da Mikrofasern von Natur aus elastischer sind als Natur- oder Kunstleder, ist die Dicke der zweiten Schicht 111C, 121C im Vergleich zu der ersten Schicht 111A, 121A relativ gering. Eine absolute Übereinstimmung der Dehneigenschaften zwischen den Schichten ist nicht erforderlich, es ist jedoch vorzuziehen, den Elastizitätsunterschied zwischen der ersten Schicht 111A, 121A und der zweiten Schicht 111C, 121C auf höchstens 20 % festzulegen. Mit anderen Worten: Der Unterschied des Elastizitätsmoduls entlang der Längsabmessung X beträgt vorzugsweise höchstens 20 % zwischen den Schichten 111A, 121A; 111C, 121C.
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Da die zweite Schicht 11 1C, 121C und die Klebstoffschicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht deutlich dünner sind als die erste Schicht 111A, 121A, wird vorgesehen, dass die zweite Schicht 111C, 121C oder die Klebstoffschicht oder sowohl die zweite Schicht 111C, 121C als auch die Klebstoffschicht flexibler ist oder sind als die erste Schicht 111A, 121A. Dementsprechend ist die Flexibilität der ersten Schicht 111A, 121A entscheidend für die Flexibilität des Bandes 100. Mit anderen Worten: Die Eigenschaften der ersten Schicht 111A, 121A dominieren die Eigenschaften des Bandes 100A.
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3A, 3B und 3C zeigen Details des zweiten Teils 120. 2B zeigt den ersten Teil 110A von der Seite, wobei die Konstruktion des Bandes, die der des ersten Teils 110 weitgehend ähnelt, freigelegt wird. Die erste Schicht 121A erstreckt sich entlang der Längsabmessung X, um eine innere Schicht auszubilden, die derart ausgerichtet ist, dass sie in der Längsabmessung X eine größere Elastizität aufweist als in der Querabmessung Y. Der Unterschied des Elastizitätsmoduls zwischen der Längsabmessung X und der Querabmessung Y kann 20 % oder mehr, 50 % oder mehr, 100 % oder mehr, 200 % oder eine oder zwei Größenordnungen oder mehr betragen. Der Streifen 121 weist eine parallele äußere Schicht 121C, die aus natürlichem oder Kunstleder hergestellt ist, auf, die dünn genug und ähnlich ausgerichtet ist, um die Ausrichtung der Dehnfähigkeit entlang der Längsabmessung X beizubehalten. Der Streifen 121 geht zwischen der inneren Schicht 121A und der äußeren Schicht 121C an einem Schlaufenabschnitt 121B an dem Befestigungsende 120A des zweiten Teils 120 für die Aufnahme eines Federstegs 122 über. Die Enden des Streifens 121 treffen sich an der Spitze 123 an dem Verschlussende 120C. Mit anderen Worten wird der Streifen 121 an jeder Stelle des Streifens 111 in zwei übereinanderliegende Schichten 121A, 121C gewickelt. Die Schichten 121A, 112C werden aneinander befestigt, indem sie beispielsweise mit einem wärmehärtenden Klebstoff dazwischen verklebt werden. Die Befestigung kann zusätzlich in der Nähe des Schlaufenabschnitts 121B und/oder an der Spitze 123 durch Heften 127, duroplastisches Kleben, Schweißen oder Nähen gesichert werden. Das Verschlussende 120C kann ebenso Nähte beinhalten, die verhindern, dass sich die Enden des Streifens 121 voneinander lösen. Eine Reihe von nacheinander positionierten Löchern 124 ist durch den Streifen 121 entlang der Längsabmessung für die Aufnahme der Zunge 114 der Schnalle 113 des ersten Teils 110A bereitgestellt worden.
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Die beispielhafte tragbare elektronische Vorrichtung 200 hat die Form einer intelligenten Uhr. Das Gehäuse der tragbaren elektronischen Vorrichtung 200 beinhaltet zwei Befestigungspunkte an gegenüberliegenden Enden des Gehäuses; einen für jeden Federsteg 112, 122 der Bandteile 110, 120. Natürlich könnte die Federstegbefestigung durch andere vorhersehbare Befestigungsmechanismen ersetzt werden, wie durch angeklebt-gesicherte oder geklemmte Stege, verschiebbare Koppelteile in einer entsprechenden Befestigungsnut an dem Gehäuse, Magnete usw.
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Das Gehäuse der tragbaren elektronischen Vorrichtung 200 beinhaltet vorzugsweise ebenso einen optischen Herzfrequenzsensor 201, wobei die Vorteile des neuartigen Bandes genutzt werden können, um einen zuverlässigen Sitz zwischen dem Handgelenk des Benutzers und der Sensoroptik zu gewährleisten. Die optische Herzfrequenz- oder Pulsmessung wird mit einer Sensoranordnung mit Lichtsendern und Lichtsensoren durchgeführt, die an dem Boden des Uhrengehäuses platziert sind. Die Messung wird durch Umgebungslicht gestört, das den Sensor oder die Sensoren von den Seiten her erreicht, wenn die Uhr nicht in gutem Kontakt mit der Haut bleibt. Auch die Schwingungen oder Vibrationen des Handgelenksgewebes an den Sensoren bei Bewegungen des Handgelenks, beispielsweise beim Laufen, verursachen Signalrauschen und erschweren die Messung. Die Probleme mit der Zuverlässigkeit der Messung werden noch verschärft, wenn die Uhr relativ schwer ist und locker sitzt. Andererseits wäre ein zu eng anliegendes Uhrenband zu unangenehm. Es ist daher wünschenswert, einen enganliegenden Sitz mit einem angenehmen Gefühl zu haben, um ein begehrenswertes Produkt von guter Qualität herzustellen.
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Die Verwendung des Bandes 100 ist einfach. Die tragbare elektronische Vorrichtung 200 wird an der gewünschten anatomischen Stelle des Benutzers platziert, wie dem Handgelenk. Die Bandteile 110, 120 werden miteinander gekoppelt, indem die Spitze 123 durch die Schnalle 114 eingesetzt wird, indem eine gewünschte Spannung in das Band 100 gezogen wird und indem das Band in eine Schlaufe um die anatomische Stelle gesichert wird, indem die Zunge 114 in ein entsprechendes Loch 124 des zweiten Bandteils 120 eingesetzt wird. Einmal zu einer Schlaufe geschlossen, stellt die Elastizität des Bandes 100 entlang der Längsabmessung X einen zuverlässigen Sitz der tragbaren elektronischen Vorrichtung 200 an dem Benutzer sicher. Das Mikrofasermaterial des Bandes 100 wiederum erleichtert die Anpassung an kleine Konturen der Anatomie des Benutzers, wie hervorstehende Knochen usw. Durch das Aufweisen der relativ geringen Elastizität in der Querabmessung behält das Band eine gute Verformungsbeständigkeit. Die relativ geringe Dehnung in der Querabmessung Y, d.h. entlang der Breite des Bandes, erleichtert die stabile Befestigung an den Beschlägen der Vorrichtung, z. B. an dem Federsteg und der Schnalle. Wenn das Band in der Querabmessung Y relativ nachgiebig wäre, könnte die übermäßige Elastizität die Befestigung an der tragbaren elektronischen Vorrichtung beeinträchtigen. Der relative Widerstand gegen elastische Verformung in der Querabmessung Y minimiert die Ermüdung der Klebstoffschicht zwischen den Bandlagen 111A, 111C; 121A, 121C.
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Der Band 100 kann durch das Beinhalten eines reflektierenden Garnmusters, einer eingebetteten Zusatzbatterie usw. weiter verbessert werden. Das Grundmaterial des Bandes kann mit einem antibakteriellen Zusatzstoff behandelt werden, um das Band für die Verwendung als eine Sportvorrichtung besser geeignet zu machen.
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In den unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen Beispielen wird eine Konstruktion vorgeschlagen, bei der sich die erste Schicht 111A, 121A, die zweite Schicht 111C, 121C und die Schicht aus elastischem Klebstoff in den Längs- und Querabmessungen X, Y über das gesamte Band 100 erstrecken. Es ist jedoch möglich, dem Band weitere Komponenten hinzuzufügen, wie einen Chip, insbesondere einen RFID- oder NFC-Chip, oder eine Antenne zwischen den Schichten. Eine solche Komponente kann zwar an einer Stelle des Bandes platziert werden, es ist jedoch vorgesehen, dass die Komponente nur lokal vorhanden ist und sich nicht über das gesamte Band erstreckt, ähnlich wie die Strukturschichten.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Streifen eine dritte Schicht umfassen, die auf der Innenseite des Streifens positioniert ist, d. h. an der inneren Schicht als innere Vorderseitenschicht für den Hautkontakt befestigt ist. Auch wenn diese Ausführungsform nicht die hygienischen Vorteile von Mikrofaser erreicht, kann sie doch ein vertrautes Leder „gefühl“ bereitstellen, das von einigen Benutzern bevorzugt wird. Es ist jedoch vorzuziehen, dass die zusätzliche innere Vorderseitenschicht ihre Eigenschaften mit der äußeren Vorderseitenschicht teilt, um die Dehnungseigenschaften nicht zu beeinträchtigen, die in erster Linie durch die zwischen den Vorderseitenschichten liegende innere Mikrofaserschicht definiert werden. Durch das Aufbringen einer inneren und einer äußeren Vorderseitenlederschicht können die Dehnungseigenschaften des Streifens um ungefähr 20 bis 30 % beeinflusst werden. Gemäß der dreilagigen Ausführung kann sich die innere Vorderseitenschicht quer über den Streifen zwischen den Enden davon oder als ein Flicken erstrecken, der an der inneren Mikrofaserschicht haftet und diese bedeckt, wobei eines oder beide Enden des Streifens von der äußeren Vorderseitenschicht bedeckt werden, die sich über das Ende erstreckt.
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Gemäß einer bestimmten Ausführungsform hingegen besteht die geschichtete Struktur des Streifens aus nur drei Schichten, d. h. der ersten, dem Benutzer zugewandten Schicht 111A, 121A, der zweiten Schicht 111C, 121C als eine äußere Schicht und der dazwischen liegenden elastischen Klebstoffschicht. Natürlich kann das Band ebenso Beschläge, wie eine Schnalle, und/oder Verstärkungsnähte beinhalten, die nicht als Bestandteile der geschichteten Struktur angesehen werden.
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Es ist ebenso vorgesehen, die Schichten durch Schweißen entlang der Quernähte aneinander zu befestigen, wenn das Kunstleder aus Rohmaterial konstruiert ist, das ein Schweißen ermöglicht. Eine solche Ausführungsform könnte ebenso ohne die elastische Klebstoffschicht konstruiert werden.
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Es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsformen der offenbarten Erfindung nicht auf die hierin offenbarten bestimmten Strukturen, Vorgangsschritte oder Materialien beschränkt sind, sondern auf Äquivalente davon ausgedehnt werden, wie sie von Durchschnittsfachleuten der relevanten Künste erkannt werden würden. Es sollte ebenso verstanden werden, dass die hierin eingesetzte Terminologie nur für den Beschreibungszweck bestimmter Ausführungsformen verwendet wird und nicht einschränkend sein soll.
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Die Bezugnahme in dieser gesamten Patentschrift auf „eine Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, das/die in dem Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist. Daher bezieht sich das Auftreten der Ausdrücke „in einer Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in dieser gesamten Patentschrift nicht unbedingt alle auf dieselbe Ausführungsform.
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Wie hierin verwendet, können eine Mehrzahl von Gegenständen, Strukturelementen, Kompositionselementen und/oder Materialien der Einfachheit halber in einer gemeinsamen Liste dargestellt werden. Diese Listen sollten jedoch derart ausgelegt werden, als ob jedes Element der Liste einzeln als ein separates und einzigartiges Element identifiziert wird. Daher sollte kein einzelnes Element einer solchen Liste als ein faktisches Äquivalent zu einem anderen Element derselben Liste allein auf Grundlage seiner Darstellung in einer gemeinsamen Gruppe ohne gegenteilige Hinweise ausgelegt werden. Darüber hinaus kann hierin auf verschiedene Ausführungsformen und Beispiele der vorliegenden Erfindung sowie auf Alternativen für die verschiedenen Komponenten davon Bezug genommen werden. Es sollte verstanden werden, dass solche Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen nicht als faktische Äquivalente zueinander auszulegen sind, sondern als getrennte und autonome Darstellungen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden sollen.
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Darüber hinaus können die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften auf jede geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details wie Beispiele für Längen, Breiten, Formen usw. bereitgestellt, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung bereitzustellen. Ein Fachmann der relevanten Kunst wird jedoch erkennen, dass die Erfindung ohne ein oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Verfahren, Komponenten, Materialien usw. ausgeführt werden kann. In anderen Fällen werden hinreichend bekannte Strukturen, Materialien oder Abläufe nicht im Detail gezeigt oder beschrieben, um Aspekte der Erfindung nicht zu verdecken.
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Während die vorstehenden Beispiele die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer oder mehreren bestimmten Anwendungen veranschaulichen, wird es für Durchschnittsfachleute offensichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen in Form, Verwendung und Details der Umsetzung ohne Ausübung der erfinderischen Fähigkeit und ohne Abweichung von den Prinzipien und Konzepten der Erfindung vorgenommen werden können. Dementsprechend ist es nicht beabsichtigt, dass die Erfindung eingeschränkt wird, außer durch die nachstehend aufgeführten Ansprüche.
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Die Verben „zu umfassen“ und „zu beinhalten“ werden in diesem Dokument als offene Einschränkungen verwendet, die das Vorhandensein auch nicht rezitierter Merkmale weder ausschließen noch erfordern. Die Merkmale, die in abhängigen Ansprüchen genannt werden, sind gegenseitig frei kombinierbar, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Darüber hinaus ist zu verstehen, dass die Verwendung von „ein, eine, eines“, d. h. einer Singularform, in diesem gesamten Dokument eine Pluralität nicht ausschließt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Band
- 110
- erster Teil, „kurzes Stück“
- 110A
- Befestigungsende
- 110B
- Zwischenabschnitt
- 110C
- Verschlussende
- 111
- Streifen
- 111A
- innere Schicht
- 111B
- Schleifenabschnitt
- 111C
- äußere Schicht
- 111D
- Schleifenabschnitt
- 112
- Federsteg
- 113A
- Schnalle
- 113B
- Stift
- 114
- Zunge
- 115
- Schleife
- 116
- Nähte für Schnalle
- 117
- Naht
- 118
- Freigabemechanismus
- 119
- Naht
- 120
- zweiter Teil, „langes Stück“
- 120A
- Befestigungsende
- 120B
- Zwischenabschnitt
- 120C
- Verschlussende
- 121
- Streifen
- 121A
- innere Schicht
- 121B
- Schleifenabschnitt
- 121C
- äußere Schicht
- 122
- Federsteg
- 123
- Spitze
- 124
- Loch
- 127
- Naht
- 128
- Freigabemechanismus
- 200
- tragbare elektronische Vorrichtung
- 201
- optischer Herzfrequenzsensor
- X
- Längsabmessung
- Y
- Querdimension
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LISTE DER ANFÜHRUNGEN
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Patentliteratur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20160255921 A1 [0002, 0047]
- US 20170065038 A1 [0002, 0047]
