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Die Erfindung betrifft ein Befestigungsband für eine tragbare Computervorrichtung, zum Befestigen derselben an einem Körperteil eines Benutzers, mit einem Bandkörper aus einem flexiblen Kunststoff.
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Aus der Praxis sind Notrufarmbänder in Form eines voll funktionsfähigen Mobiltelefons bekannt, die als Armbänder getragen werden können. Ein solches Notrufarmband besitzt einen Mobilfunk-Chip zum Telefonieren und zum Versenden von Daten, einen GNSS-Chip zur Positionserfassung mittels Satelliten, einen WLAN-Chip zur Erfassung der Position im Indoor-Bereich oder in dicht besiedelten Bereichen sowie einen Lautsprecher und ein Mikrofon zum Telefonieren. Mittels automatischer Sturzerkennung oder manuellem Betätigen des Notrufkopfes auf dem Armband kann ein Notruf gestartet werden. Daten, wie Trägerinformationen, Standort und Unfallursache, werden mittels Mobilfunk an die App von Notrufkontakten, wie Angehörigen, oder direkt an eine Notrufzentrale übertragen. Beide können direkt auf dem Armband anrufen und so unmittelbar helfen.
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Wichtig bei einem Notrufsystem ist die ständige Verfügbarkeit. Gerade bei sehr kleinen mobilfunkbasierten Systemen sind die entwickelten Antennen von ihrer Funktion her häufig minderwertig, da die Antennen in das Gehäuse z.B. einer Smartwatch eingebaut werden müssen.
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Die
DE 203 08 448 U1 beschreibt eine drahtlose Sende-/Empfangseinheit für ein Gliederarmband, wobei die einzelnen Glieder des Armbands mit Dünnschichtantennen versehen sind. Die Glieder sind untereinander durch elektrische Verbindungen in Form von Gelenkstiften miteinander verbunden. Die Sende-/Empfangseinheit wird durch ein mit dem Armband getragenes Gerät gesteuert, dass einen Notrufsender beinhalten kann. Es wird also eine armbandförmige Vorrichtung zum drahtlosen Senden und Empfangen vorgeschlagen, die die Antennen über die gesamte Länge des Armbands verteilt um einen größeren Raumwinkelbereich mit der Antenne abzudecken. Dazu sind die einzelnen Antennenelemente in Form von Dünnschichtantennen auf den Oberflächen der Glieder angeordnet. Die einzelnen Glieder des Armbandes sind über Gelenkstifte miteinander elektrisch leitend verbunden. Die Endglieder des Armbandes sind über eine Bügel-Haken-Verbindung mit dem Gehäuse verbunden, das einen Notrufsender aufweisen kann.
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Die
WO 2014/086339 A2 beschreibt einen Notrufsender, der in einem elastischen Gehäuse in Form eines Armbands ausgeführt sein kann. Ein Notruf ist dann durch die Rotation der Trägereinheit absendbar. Weiter beschreibt dieses Dokument, dass der Notrufsender in einem Textilschweißband oder in einer Armbanduhr ausgebildet sein kann. Bauteile des Notrufsenders, wie Antennen, Energiespeicher und eine Steuereinrichtung sind Teil des Notrufsenders und damit dann auch in dem Textilschweißband oder der Armbanduhr angeordnet. Der Notrufsender ist auf einer Leiterplatte und einem flexiblen Trägermaterial aufgebaut, die dazu dienen Elektronikmodule aufzunehmen. Die Sendeeinrichtung ist dabei auf einem starren Leiterplattenmaterial angeordnet
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Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit bereitzustellen, den Funkempfang bei tragbaren Computervorrichtungen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird somit ein Befestigungsband für eine tragbare Computervorrichtung bereitgestellt, zum Befestigen derselben an einem Körperteil eines Benutzers, mit einem Bandkörper aus einem flexiblen Kunststoff und einer flexiblen Antenneneinrichtung mit einer flexiblen Antenne, wobei die flexible Antenneneinrichtung in den Bandkörper integriert ist.
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Der Benutzer kann ein Mensch oder ein Tier sein. Das Befestigungsband kann insbesondere ein Armband zur Befestigung der tragbaren Computervorrichtung am Handgelenk, ein Fußband zur Befestigung der tragbaren Computervorrichtung am Fußgelenk oder ein Halsband, z.B. für Katzen oder Hunde, sein, das um den Hals befestigt wird.
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Tragbare Computervorrichtungen der vorliegend gemeinten Art werden auch Wearables genannt. Ein Wearable wird typischerweise während der Anwendung am Körper des Benutzers getragen. Bekannte Wearables, die mit dem erfindungsgemäßen Befestigungsband befestigt werden können, sind z.B. Fitness-Tracker, Smart-Watches und Notrufarmbänder. Das erfindungsgemäße Befestigungsband kommt aber auch für Positions-Tracker für Tiere in Frage, z.B. für Jagdhunde.
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Es ist somit ein wesentlicher Aspekt der Erfindung, eine Funkantenne oder mehrere Funkantennen in den Bandkörper des Befestigungsbands zu integrieren. Der damit erzielte Vorteil besteht unter anderem darin, dass damit eine sehr große Fläche zur Verfügung steht, die es ermöglicht, die physikalische Randbedingungen für ein möglichst optimales Antennendesign einzuhalten, wie ein gewisser Mindestabstand der Antenne von leitenden bzw. abschirmenden Komponenten. Außerdem wird die Antenneneinrichtung durch den Bandkörper vor mechanischen oder chemischen Einflüssen geschützt.
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Grundsätzlich kann die flexible Antenneneinrichtung auf unterschiedliche Weisen in dem Bandkörper angeordnet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die flexible Antenneneinrichtung mit dem Bandkörper umspritzt ist. Das Umspritzen von Einlegeteilen (Hybridtechnik) ist eine mittlerweile etablierte Technik. Ein solches Spitzgießen ist dazu geeignet, Metallteile, Halbteile aber auch Antenneneinrichtungen mit Kunststoff in der Spitzgussproduktion in einem Fertigungsschritt zu umspritzen.
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Es ist möglich, dass die flexible Antenneneinrichtung nur aus einer metallischen Antenne besteht. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die flexible Antenneneinrichtung ein flexibles Trägermaterial aufweist, auf dem die flexible Antenne installiert ist und das zusammen mit der flexiblen Antenne in den Bandkörper integriert ist. Dabei ist es ganz besonders bevorzugt, dass die flexible Antenneneinrichtung in Form einer flexiblen Leiterplatte ausgebildet ist. Flexible Leiterplatten sind biegbare Folienschaltungen, die häufig auf Polyimid- oder Polyesterbasis hergestellt sind. Weiterhin sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die flexible Antenne auf einer flexiblen Kunststofffolie angeordnet ist. Die flexible Antenne wir dabei vorzugsweise von einer Kupferleiterbahn gebildet. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht auch vor, dass die flexible Antenne zwischen zwei Kunststofffolien angeordnet ist. Als Material für die Kunststofffolien wird dabei vorzugsweise ein Polyimidmaterial oder ein Polyestermaterial verwendet.
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Grundsätzlich kann der Bandkörper des Befestigungsbandes aus verschiedenen flexiblen Kunststoffen hergestellt sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gilt jedoch, dass der flexible Kunststoff des Bandkörpers Silikon aufweist. Aufgrund ihrer Flexibilität sowie ihrer exzellenten ozon-, UV- und Witterungsbeständigkeit sind Silikonmaterialien für ein Befestigungsband der in Rede stehenden Art bestens geeignet. Darüber hinaus ist Silikon sehr schwer entflammbar und sowohl gut elektrisch isolierfähig. Ein weiterer Vorteil von Silikon ist seine Temperaturbeständigkeit. Silikone sind von etwa - 40 bis deutlich über 100 °C stabil. Silikone sind außerdem hydrophob.
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Die Antenneneinrichtung kann grundsätzlich eine Fraktalantenne aufweisen. Fraktalantennen sind Antennen, die durch die Verwendung fraktaler Strukturen eine breitbandige Sende- und Empfangsqualität erreichen und damit verschiedene Funktechnologien (z.B. Bluetooth, WLAN, GSM, GPS usw.) gleichzeitig unterstützen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Antenneneinrichtung jedoch verschiedene flexible Antennen für verschiedene Funkstandards auf. Dies führt in der Regel zu besseren Ergebnissen als bei Fraktalantennen und ist möglich wegen des großen Raumangebots in dem Bandkörper.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Bandkörper einstückig ausgebildet und weist eine Aufnahme für eine tragbare Computervorrichtung auf. Alternativ weist gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Bandkörper zwei an einer tragbaren Computervorrichtung befestigbare Teile auf, wobei wenigstens eines der Teile mit jeweils einer flexiblen Antenneneinrichtung ausgestattet ist. Vorzugsweise weisen beide Teile verschiedene Antennen für verschiedene Funkstandards auf.
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Weiterhin sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die flexible Antenneneinrichtung aus dem Bandkörper herausgeführte Anschlüsse zum elektrischen Kontaktieren einer Funkeinrichtung einer tragbare Computervorrichtung aufweist. Auf diese Weise kann ein Befestigungsband bereitgestellt werden, dass von einer tragbaren Computervorrichtung abnehmbar ist. Insofern können für eine tragbare Computervorrichtung Wechselarmbänder bereitgestellt werden. Vorzugsweise gilt dabei, dass die Anschlüsse eine Goldbeschichtung, eine EPIG-Beschichtung oder eine ENEPIG-Beschichtung aufweisen. Die Abkürzung „EPIG“ steht dabei für Electroless Palladium Immersion Gold (Chemisch Palladium- und teilautokatalytische Goldabscheidung) und die Abkürzung „ENEPIG“ steht für Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold (Chemisch Nickel-, chemisch Palladium- und teilautokatalytische Goldabscheidung).
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Die Erfindung betrifft auch eine tragbare Computervorrichtung mit einem zuvor beschriebenen Befestigungsband. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die tragbare Computervorrichtung eine Funkeinrichtung auf, die mit der flexiblen Antenneneinrichtung fest verbunden ist. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die tragbare Computervorrichtung eine Funkeinrichtung auf, die mit der flexiblen Antenne lösbar verbunden ist. In letzterem Fall ist die die Funkeinrichtung vorzugsweise auf einer Leiterkarte angeordnet und die flexible Antenne ist mit der Funkeinrichtung mittels auf der Leiterkarte angeordneter Federkontakte verbunden. Dies erleichtert die Montage des Befestigungsbandes an der tragbaren Computervorrichtung. Darüber hinaus sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die tragbare Computervorrichtung ein Gehäuse aufweist und das Befestigungsband mit dem Gehäuse mittels wenigstens einer Verschraubung befestigt ist, die gleichzeitig auch die flexible Antenne an dem Federkontakt fixiert. Dies stellt eine besonders nutzerfreundliche Lösung dar, die den Austausch des Befestigungsbandes auch einem Laien auf einfache und sichere Weise erlaubt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter im Detail erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen
- 1 eine tragbare Computervorrichtung mit einem Befestigungsband gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2a eine Draufsicht auf zwei Antenneneinrichtungen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung von einer Seite,
- 2b eine Draufsicht auf die beiden Antenneneinrichtungen gemäß dem in 2a gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung von der anderen Seite,
- 3 eine dreidimensionale Ansicht eines Befestigungsbandes mit seiner Aufnahme für eine tragbare Computervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 4 die Anordnung einer Leiterkarte der tragbaren Computervorrichtung in der Aufnahme des in 3 gezeigten Befestigungsbandes in einer dreidimensionalen Darstellung,
- 5 eine tragbare Computervorrichtung mit zwei abnehmbaren Teilen eines Bandkörpers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer dreidimensionalen Darstellung,
- 6 den Anschlussbereich eines abnehmbaren Teils des in 5 gezeigten Bandkörpers in einer dreidimensionalen Darstellung,
- 7 den Anschlussbereich der in 5 gezeigten tragbaren Computervorrichtung in einer dreidimensionalen Darstellung,
- 8 die in das Teil aus 6 integrierte Antenneneinrichtung in einer Draufsicht,
- 9 die Befestigung der Antenneneinrichtung aus 8 an der tragbaren Computervorrichtung aus 7 in einer Seitenansicht und
- 10 die elektrische Kontaktierung zwischen der Antenneneinrichtung aus 8 und der Computervorrichtung aus 7 in einer Seitenansicht.
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Aus 1 ist eine tragbare Computervorrichtung 2 mit einem Befestigungsband 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Bei der Computervorrichtung 2 handelt es sich vorliegend um eine Notrufvorrichtung in Form eines voll funktionsfähigen Mobiltelefons, das mittels des Befestiungsbandes 1 von einem Nutzer als Armband getragen werden kann. Eine solche Notrufvorrichtung besitzt einen Mobilfunk-Chip zum Telefonieren und zum Versenden von Daten, einen GNSS-Chip zur Positionserfassung mittels Satelliten, einen WLAN-Chip zur Erfassung der Position im Indoor-Bereich oder in dicht besiedelten Bereichen sowie einen Lautsprecher und ein Mikrofon zum Telefonieren. Mittels automatischer Sturzerkennung oder manuellen Betätigen eines Notrufkopfes kann ein Notruf gestartet werden. Daten, wie Trägerinformationen, Standort und Unfallursache, werden mittels Mobilfunk an die App von Notrufkontakten, wie Angehörigen, oder direkt an eine Notrufzentrale übertragen. Beide können direkt auf der Notrufvorrichtung anrufen und so unmittelbar helfen.
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Wesentlich ist nun, dass das Befestigungsband 1 mit einem Bandkörper 3 aus einem flexiblen Kunststoff und einer flexiblen Antenneneinrichtung 4 mit einer flexiblen Antenne 5 versehen ist, wobei die flexible Antenneneinrichtung 4 in den Bandkörper 3 integriert ist. Auf diese Weise steht eine sehr große Fläche zur Verfügung, die es damit ermöglicht, die physikalische Randbedingungen für ein möglichst optimales Antennendesign einzuhalten, wie ein gewisser Mindestabstand der Antenne 5 von leitenden bzw. abschirmenden Komponenten. Außerdem wird die Antenneneinrichtung 4 durch den Bandkörper 3 vor mechanischen und chemischen Einflüssen geschützt.
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Konkret sind bei dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zwei Antenneneinrichtungen 4 in den Bandkörper 3 integriert, und zwar jeweils eine auf jeweils einer Seite der tragbaren Computervorrichtung 2, die mit dem Befestigungsband 1 verbunden ist. Diese beiden Antenneneinrichtungen 4 sind in den 2a und 2b gezeigt. Aus diesen Figuren ist erkennbar, dass für die Antenneneinrichtungen 4 jeweils eine flexible Antenne 5 in Form einer Kupferleiterbahn auf einer flexiblen Kunststofffolie angeordnet ist, so dass die Antenneneinrichtungen 4 jeweils von einer flexiblen Leiterplatte 6 gebildet sind. Diese sind dadurch in den Bandkörper 3 des Befestigungsbandes 1 integriert, indem sie 4 mit dem Bandkörper 3 umspritzt sind, und zwar mit einem Silikonmaterial. Solche Materialien haben den Vorteil, dass sie flexible und gleichzeitig sehr robust sind, was ihnen eine besondere Eignung für ein Befestigungsband 1 der in Rede stehenden Art gibt.
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Die auf der einen und auf der anderen Seite in den Bandkörper 3 integrierten Antenneneinrichtungen 4 weisen, wie ebenfalls den 2a und 2b entnehmbar, geometrisch verschieden ausgestaltete flexible Antennen auf. Konkret handelt es sich um verschiedene Antennen 5 für verschiedene Funkstandards. Damit kann die Verwendung einer Fraktalantenne vermieden werden, mit der zwar auch verschiedene Funkstandards abgedeckt werden können, die aber immer nur einen technischen Kompromiss darstellt.
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Aus 3 ist nun ersichtlich, dass der Bandkörper 3 einstückig ausgebildet ist und eine Aufnahme 8 für die tragbare Computervorrichtung 2 aufweist. Die tragbare Computervorrichtung 2 ist hier noch nicht in die Aufnahme 8 eingesetzt, so dass die Anschlussbereiche der in den Bandkörper 3 integrierten Antenneneinrichtungen 4 erkennbar sind. Die flexiblen Antenneneinrichtungen 4 sind dafür jeweils aus dem Bandkörper 3 herausgeführt und weisen goldbeschichtete Anschlüsse 9 zum elektrischen Kontaktieren einer Funkeinrichtung 10 der tragbare Computervorrichtung 2 auf. Wie aus 4 ersichtlich, die zeigt, wie die tragbare Computervorrichtung 2 in die Aufnahme 8 eingesetzt ist, ist die Funkreinrichtung 10 der Computervorrichtung 2 auf einer Leiterkarte 11 angeordnet und die Anschlüsse 9 der Antenneneinrichtungen 4 sind auf der Leiterkarte 11 fest kontaktiert.
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Während das der Bandkörper 3 des Befestigungsbandes 1 bei dem zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung integral mit der Aufnahme 8 für die tragbare Computervorrichtung 2 ausgebildet ist, weist gemäß dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung der Bandkörper 3 zwei an einer tragbaren Computervorrichtung 2 reversibel lösbar befestigbare Teile auf, wobei beide dieser Teile mit jeweils einer flexiblen Antenneneinrichtung 4 ausgestattet sind. Eine solche Kombination eines abnehmbaren Befestigungsbandes 1 mit einer tragbaren Computervorrichtung 2 ist aus 5 ersichtlich. Hier besteht zwischen der Funkeinrichtung 10 der tragbaren Computervorrichtung und der jeweiligen flexiblen Antenne 5 also eine lösbare Verbindung. Die beiden Teile des Bandkörpers 3 des Befestigungsbandes 1 sind dazu an den Enden, an denen sie an der tragbaren Computervorrichtung 2 befestigt werden sollen, mit jeweils zwei Verschraubungen 14 versehen, was aus 6 ersichtlich ist. Außerdem weisen sie im Bereich der Verschraubungen 14 einen Öffnungsbereich auf, in den die tragbare Computervorrichtung 2 mit einem Anschlussbereich 15 ihres Gehäuses 13 eingesteckt werden kann. Die tragbare Computervorrichtung 2 mit Gehäuse 13 und Anschlussbereich 15 ist aus 7 ersichtlich.
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Bei der Verbindung der beiden Teile des Bandkörpers 3 mit dem Gehäuse 13 der tragbaren Computervorrichtung 2 sollen nun gleichzeitig auch die Antennen 5 der beiden Antenneneinrichtungen 4 mit entsprechenden Kontakten auf der Leiterkarte 11 der tragbaren Computervorrichtung 2 verbunden werden. Es ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass das Befestigungsband 1 mit dem Gehäuse 13 mittels der beiden Verschraubungen 14 befestigt wird, die gleichzeitig auch die flexible Antenne 5 an dem Federkontakt 12 fixieren. Dazu weisen die Antenneneinrichtungen 4, wie exemplarisch in 8 dargestellt, jeweils zwei Schraubenlöcher 7 in der flexiblen Leiterplatte 6 auf. Durch diese kann jeweils eine in 9 gezeigte Schraube 17 der Verschraubungen 14 hindurchgeführt werden, die ihrerseits jeweils in einer Haltevorrichtung 18 geführt sind. Die flexible Leiterplatte 6 ist in diese Haltevorrichtung 18 hineingeführt und wird in dieser mittels der durch das Schraubenloch 7 hindurchgeführten Schraube 17 gehalten. Für eine zusätzliche Stabilität sorgen dabei zwei mechanische Arretierungen 16, die jeweils in korrespondierende Ausnehmungen in der Haltevorrichtung 18 eingreifen. Der eigentliche elektrische Kontakt erfolgt über die beiden goldbeschichteten Anschlüsse 9 auf der flexiblen Leiterplatte 6. Dies ist weiter im Detail in 10 dargestellt. Die Anschlüsse 9 werden mittels Federkontakten 12 kontaktiert, die auf der Leiterkarte 11 angeordnet und mit der hier nicht weiter dargestellten Funkeinrichtung 10 verbunden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungsband
- 2
- tragbare Computervorrichtung
- 3
- Bandkörper
- 4
- flexible Antenneneinrichtung
- 5
- flexible Antenne
- 6
- flexible Leiterplatte
- 7
- Schraubenloch
- 8
- Aufnahme für eine tragbare Computervorrichtung
- 9
- Anschlüsse
- 10
- Funkeinrichtung
- 11
- Leiterkarte
- 12
- Federkontakte
- 13
- Gehäuse
- 14
- Verschraubung
- 15
- Anschlussbereich des Gehäuses
- 16
- mechanische Arretierung
- 17
- Schraube
- 18
- Haltevorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20308448 U1 [0004]
- WO 2014086339 A2 [0005]
