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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft allgemein Montageanordnungen für elektronische Überwachungsvorrichtungen
und insbesondere eine elektronische Überwachungsvorrichtung und
Flickenanordnung, wobei die elektronische Überwachungsvorrichtung entfernbar
an dem Flicken angebracht ist, so dass die elektronische Überwachungsvorrichtung
wiederholt von dem Flicken entfernt und wieder daran angebracht werden
kann. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Flicken,
welcher eine elektronische Überwachungsvorrichtung
mit einem gerundeten Körper
entfernbar und wieder anbringbar hält.
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2. HINTERGRUNDINFORMATION
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Die Überwachung
der technischen Bedingungen von Reifen wird in der Technik immer
wünschenswerter.
Die überwachten
technischen Bedingungen umfassen einen Innendruck und eine Innentemperatur
und andere Bedingungen, welche nützlich
sind, um die Reifeneffizienz auf dem Gebiet zu verbessern. Die Überwachung
von Reifenbedingungen bei großen
Geländeeinrichtungen
ist in Anbetracht der Kosten der Reifen besonders wünschenswert
geworden.
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Verfahren
nach dem Stand der Technik zur Überwachung
großer
Lastkraftwagenreifen haben passive integrierte Schaltkreise, welche
in den Reifenkörper
eingebettet sind, oder selbstversorgende Schaltkreise umfasst, welche
außerhalb
des Reifens positioniert sind. Die passiven integrierten Schaltkreise
sind auf eine induktive magnetische Kopplung oder eine kapazitive Kopplung
angewiesen, um den Schaltkreis mit Energie zu versorgen, so dass
Energie von einer Quelle, welche von dem Reifen entfernt ist, für den Schaltkreis
zur Verfügung
gestellt wird. Selbstversorgende Schaltkreise, welche außerhalb des
Reifens positioniert sind, sind einer Beschädigung von der Umgebung ausgesetzt,
wie beispielsweise Wetter, Straßengefahren
und sogar Vandalismus.
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Neuere
technische Fortschritte haben die Installation von Überwachungsvorrichtungen
mit aktiven integrierten Schaltkreisen in Reifen ermöglicht. Eine
derartige Vorrichtung ist in dem US-Patent Nr. 5,562,787 an Koch
et al. mit dem Titel „Method
of Monitoring Conditions of Vehicle Tires" beschrieben, welches durch Bezugnahme
miteinbezogen ist und welches auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen
worden ist. Diese Vorrichtungen umfassen einen aktiven Schaltkreis,
welcher mit einer zweckbestimmten Minibatterie mit langer Lebensdauer
mit Energie versorgt wird, und wenigstens einen Sensor zum Erfassen,
und optional zum Speichern und Übertragen
von technischen Echtzeitbedingungen in dem Reifen. Derartige Vorrichtungen sind
in der Lage, programmiert zu werden, um in einem aktiven, aber schlummernden
Zustand zu bleiben, aber werden als Antwort auf ein äußeres Signal oder
eine Bedingung, welche vorgegebene Schranken überschreitet, automatisch in
einen „aufgeweckten" Zustand schalten.
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Diese
Vorrichtungen sind in einigen Situationen in dem Stand der Technik
an den Reifen angebracht worden. Andere Systeme haben die Überwachungsvorrichtung
lose in dem Reifen platziert, so dass die Überwachungsvorrichtung frei
in dem Reifen rollen konnte, während
sie ihre Überwachungsfunktionen
ausgeführt
hat. Ein Beispiel für
diese Art von Vorrichtung ist in dem US-Patent 6,082,192 erläutert. Obwohl
diese losen Vorrich tungen für
die Verwendung bei einigen Reifen und in einigen Situationen angenommen
worden sind, glaubt man, dass andere Reifen und andere Situationen
besser arbeiten, wenn die Überwachungsvorrichtung
an dem Reifen befestigt ist. In diesen Situationen ist eine Befestigung
erwünscht,
welche verwendet werden kann, um eine „lose" Überwachungsvorrichtung – wie beispielsweise
die Überwachungsvorrichtung
mit dem gerundeten Körper
des US-Patents 6,082,192 – in
einem Reifen anzubringen.
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Aus
der WO 01/36221 A1 ist eine Reifenüberwachungsvorrichtung und
Flickenanordnung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 und ein
Verfahren zum Entfernen einer Reifenüberwachungsvorrichtung von
einem Flicken nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 10 bekannt.
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Weiterhin
offenbart die
EP 0
936 089 A2 eine Reifenüberwachungsvorrichtung
und Flickenanordnung, welche einen Flicken umfasst, der eingerichtet ist,
um mit einem Reifen verbunden zu werden, wobei der Flicken eine
Basis und einen Rohrabschnitt aufweist. Die Basis und der Rohrabschnitt
definieren einen Hohlraum mit einer Längsachse, welche im Wesentlichen
senkrecht zu der Basis angeordnet ist. Weiterhin umfasst diese Reifenüberwachungsvorrichtung
und Flickenanordnung eine elektronische Überwachungsvorrichtung mit
einem Körper,
wobei wenigstens ein Abschnitt der elektronischen Überwachungsvorrichtung
in dem Hohlraum der Basis und des Rohrabschnitts des Flickens angeordnet
ist.
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KURZZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Reifenüberwachungsvorrichtung und
eine Flickenanordnung zum Anbringen der Überwachungsvorrichtung in einem
Reifen, wie sie in Anspruch 1 defi niert ist, und ein Verfahren zum
Entfernen einer Reifenüberwachungsvorrichtung
von einem Flicken zum Anbringen der Überwachungsvorrichtung in einem
Reifen, wie sie in Anspruch 10 definiert ist, zu Verfügung. Die abhängigen Ansprüche definieren
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
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Die
Erfindung stellt eine Überwachungsvorrichtung
und Flickenanordnung zur Verfügung,
wobei der Flicken eingerichtet ist, um eine Überwachungsvorrichtung mit
einem Körper,
welcher nach außen gekrümmt ist,
entfernbar und wieder anbringbar zu halten. Bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfasst der Flicken ein Rohr, welches die Überwachungsvorrichtung
entfernbar und wieder anbringbar aufnimmt.
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Die
Erfindung stellt auch eine Überwachungsvorrichtung
zur Verfügung,
welche ein Merkmal aufweist, das es ermöglicht, dass die Überwachungsvorrichtung
von dem Flicken entfernt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel ist dieses Merkmal
eine Öffnung
in dem Körper
der Überwachungsvorrichtung,
welche es ermöglicht,
dass ein Haken mit dem Körper
verbunden wird, um die Überwachungsvorrichtung
aus dem Flicken zu entnehmen.
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Die
Erfindung stellt auch eine Überwachungsvorrichtung-
und Flicken-Kombination zur Verfügung,
welche die Überwachungsvorrichtung
in einer voraussagbaren Ausrichtung bezüglich des Reifens positioniert,
so dass die Antenne der Überwachungsvorrichtung
für die
Ausrichtung eingestellt werden kann. Die Erfindung stellt Ausführungsbeispiele
zur Verfügung,
bei welchen die Antenne eingekapselt ist und bei welchen die Antenne
sich frei erstreckt.
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Die
Erfindung stellt auch ein Ausführungsbeispiel
mit einer tränenförmigen Überwachungsvorrichtung,
welche an einen Fli cken angebracht ist, zur Verfügung. Die Antenne der Überwachungsvorrichtung
kann sich in den Endabschnitt der Träne erstrecken. Die tränenförmige Überwachungsvorrichtung kann
auch entfernbar und wieder anbringbar mit dem Flicken verbunden
sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER MEHREREN ANSICHTEN DER FIGUREN
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1 ist
eine explodierte Querschnittsansicht eines Flickens, welche das
Gehäuse
und den Hohlraum für
die Anhanganordnung zeigt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht des Flickens von 1, welcher
an der Innenschicht eines Reifens angebracht ist.
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3 ist
eine Querschnittsansicht einer elektronischen Überwachungsvorrichtung, welche
in einem Vergussmaterial eingebettet ist.
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4 ist
eine Querschnittsansicht der Form, welche verwendet wird, um die
elektronische Überwachungsvorrichtung
im Vergussmaterial einzubetten.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, welche eine Batterie zeigt, die an dem
Anhang angebracht ist, wodurch eine Anhanganordnung ausgebildet wird.
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6 ist
eine Querschnittsansicht der Anhanganordnung, welche in dem Hohlraum
des Reifenflickens eingebaut ist, wobei eine Verriegelungseinrichtung
die Anhanganordnung an ihrem Platz hält, vor einem Bördeln der
Verriegelungseinrichtung.
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7 ist
eine Querschnittsansicht einer anderen Anhanganordnung, welche in
dem Hohlraum eines Reifenflickens mit einem Gewindeeinsatz verriegelt
ist.
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8 zeigt
eine andere gewindete Anhanganordnung, welche in den Hohlraum des
Gummiflickengehäuses
eingeschraubt ist.
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9 ist
eine Perspektivansicht einer Schlitz- und Fortsatzanordnung zum
Arretieren einer Anhanganordnung an einem Gummiflickengehäuse.
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10 ist
eine Draufsicht von oben eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
welche eine mit einem Flicken verbundene Anhanganordnung zeigt.
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11 ist
eine Schnittansicht des Flickens entlang einer Linie 11-11 von 10,
welche den Flicken im Schnitt mit der Anhanganordnung in Draufsicht
zeigt.
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12 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 11, welche zeigt, wie die Anhanganordnung von
dem Flicken entfernt wird.
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13 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 11, welche die Anhanganordnung und den Flicken,
unmittelbar nachdem die Anhanganordnung von dem Flicken entfernt
worden ist, zeigt.
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14 ist
eine Draufsicht von oben eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
welche eine Anhanganordnung zeigt, die mit einem Flicken verbunden
ist.
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15 ist
eine Schnittansicht des Flickens entlang einer Linie 15-15 von 14,
welche den Flicken im Schnitt mit der Anhanganordnung in Draufsicht
zeigt.
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16 ist
eine Schnittansicht eines Luftreifens mit einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welches an dem Kronenabschnitt des Reifens angebracht
ist.
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17 ist
eine Schnittansicht durch den Flicken und die Überwachungsvorrichtung von 16.
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18 ist
eine Schnittansicht ähnlich
zu 17, welche ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt, wobei die Gesamtlänge
der Antenne nicht eingekapselt ist.
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19 ist
eine Schnittansicht ähnlich
zu 17, welche eine eingekapselte Überwachungsvorrichtung zeigt,
welche in einen Flicken eingeschraubt ist.
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20 ist
eine Schnittansicht, welche eine eingekapselte Überwachungsvorrichtung zeigt,
die in ein Gehäuse
eingeschraubt ist, welches um einen Abschnitt des Flickens eingekapselt
ist.
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Überall in
der Beschreibung beziehen sich ähnliche
Ziffern auf ähnliche
Teile.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1–9, 19 und 20 zeigen Beispiele
für eine
Anhanganordnung, welche keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.
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1 zeigt
einen Gummiflicken 10. Der Flicken 10 weist eine
erste Seite 12 auf, welche ein Gehäuse 14 mit einem Hohlraum 16 mit
einer vorgewählten
Konfiguration aufweist. Wie in 1 gezeigt, weist
das Gehäuse 14 einen
Hohlraum 16 auf, welcher zylinderförmig ist, obwohl der Hohlraum 16 jede geeignete
Kon figuration aufweisen kann, wie aus der folgenden Beschreibung
ersichtlich werden wird. Der Flicken weist eine zweite entgegengesetzte
Seite 18 auf, welche die Kontur einer Innenschicht eines
(nicht gezeigten) Reifens annähert.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Gummiflicken vulkanisiert und dann an dem vulkanisierten
Reifen angebracht. Obwohl jedes Verfahren zum Anbringen des vulkanisierten
Gummiflickens an dem vulkanisierten Reifen verwendet werden kann,
ist ein annehmbares und bevorzugtes Verfahren in dem US-Patent 5,971,046
dargelegt. Gemäß der Anmeldung,
auf welche Bezug genommen wird, kann der Flicken ein Gummi sein,
welcher ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-(EPDM)-Gummi, Butylgummi,
Naturkautschuk, Neopren und Mischungen derselben. Ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
ist eine Mischung aus Chlorbutyl-Kautschuk und Naturkautschuk. Ein
anderes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
ist eine Mischung aus Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) und Naturkautschuk.
Typischerweise können
aus diesen Kautschukzusammensetzungen hergestellte Flicken ausgehärtet werden,
indem sie auf eine Temperatur von ungefähr 150°C erhitzt werden und ungefähr 30 Minuten
bei dieser Temperatur gehalten werden. Die Zeit und Temperatur kann
modifiziert werden, wie es nötig
ist, um ein ausreichendes Aushärten
des Flickens für
eine weitere Montage zu erreichen. Die zweite Seite 18 des
Flickens 10 nähert
die Kontur einer Innenschicht eines Reifens an. Die Kontur der zweiten
Seite 18 ist bevorzugt gerundet, so dass sie ungefähr den gleichen
Radius wie der Reifen aufweist, an welchem sie angebracht wird,
wobei der Radius für
größere Reifen
größer ist.
Für sehr
große Reifen,
wie beispielsweise Gelände-(„off-theroad")-Reifen, kann der
Radius insgesamt beseitigt werden, so dass es keine Kontur gibt
und dass die entgegengesetzte Seite flach, ohne eine Kontur ist.
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An
der zweiten Seite 18 des vulkanisierten Reifenflickens
ist eine dualhärtende
Bindeschicht 20 befestigt, welche eine (nicht gezeigte)
erste Seite und eine zweite Seite 22 aufweist. Diese dualhärtende Bindeschicht
kann an dem Flicken zu jedem Zeitpunkt anschließend an die Vulkanisierung
des Flickens und vor dem Anbringen der Flickenanordnung an der Reifeninnenschicht
angebracht werden. Die dualhärtende
Bindeschicht ist beständig
an dem Flicken angebracht, um eine Flickenanordnung 60 zu bilden.
Ein (nicht gezeigter) nichthärtender
Klebstoff ist auf die Seite 18 des Flickens aufgebracht,
um die dualhärtende
Bindeschicht 20 auf dem Flicken zu halten. Ein beispielhafter
nicht härtender
Klebstoff und eine beispielhafte dualhärtende Bindeschicht sind die
Produkte der Patch Rupper Company. Das wichtige Merkmal der dualhärtenden
Bindeschicht ist, dass sie ohne die Notwendigkeit eines Erhitzens auf
eine erhöhte
Temperatur chemisch aktiviert und ausgehärtet werden kann. Der Prozess
ist jedoch diffusionsgesteuert, und ein gewisses minimales Erwärmen wird
den Aushärteprozess
beschleunigen. Die doppelhärtende
Bindeschicht kann jedes Material sein, welches aktiviert werden
kann und welches an dem vulkanisierten Gummi der Reifeninnenschicht und
dem vulkanisierten Flicken ausgehärtet werden kann. Bevorzugt
ist jedoch der dualhärtende
Bindegummi ein Naturkautschuk. Der dualhärtende Bindegummi kann nach
dem Aufbringen des aktivierenden Klebstoffs bei Raumtemperatur über einen
Zeitraum von zweiundsiebzig (72) Stunden aushärten. Falls jedoch ein rascheres
Aushärten
gewünscht
wird, kann dies durch ein Erhitzen auf 45°C über wenigstens vierundzwanzig
Stunden hinweg erreicht werden.
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Nunmehr
auf 2 Bezug nehmend, wird die Flickenanordnung 60 dann
an der Innenschicht 75 eines Reifens 71 angebracht.
Ein aktivierender Klebstoff wird zuerst auf eine zweite Seite 22 der
dualhärtenden
Bindeschicht 20 aufgebracht. Die Flickenanordnung wird
dann an die Innenschicht des vulkanisierten Reifens geheftet, und
die Flickenanordnung/Reifenanordnung darf über eine ausreichende Zeit
und Temperatur aushärten,
um eine starke Verbindung zwischen dem Reifen und der Flickenanordnung
auszubilden. Die Zeiten und Temperaturen, welche für dieses
Aushärten
verwendet werden, können
prinzipiell dieselben Zeiten und Temperaturen wie vorher erörtert sein.
Um eine starke Verbindung sicherzustellen, kann die Flickenanordnung wahlweise
an der Reifeninnenschicht 75 festgeklemmt werden, bis der
Aushärtezyklus
abgeschlossen ist.
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Die
elektronische Überwachungsvorrichtung ist
eine Platine, welche Sensoren umfasst und eine Antenne umfassen
kann. Die elektronische Überwachungsvorrichtung
kann eine Stromquelle oder Batterie umfassen, obwohl die Batterie
an der elektronischen Überwachungsvorrichtung
zu einem späteren Zeitpunkt
angebracht werden kann. Bevorzugt ist die Batterie nicht als Teil
der elektronischen Überwachungsvorrichtung
einbezogen. Die elektronische Überwachungsvorrichtung 34 wird
in einem Vergussmaterial 40 eingekapselt, welches sich
zu einem starren Material verfestigt, wie in 3 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf 3 und 4 wird die
elektronische Überwachungsvorrichtung 34 in
einer Form 42 mit einer ersten Hälfte 52 und einer
zweiten Hälfte 54 platziert.
Die Form wird dann mit dem Vergussmaterial 40 in flüssiger Form
gefüllt,
welches die Form füllt und
um die elektronische Überwachungsvorrichtung fließt, und
welches aushärten
darf, was in einem starren Anhang resultiert. Jegliches Vergussmaterial, welches
einen Young-Modul von wenigstens 30.000 Psi aufweist und welches
in der Lage ist, um die elektronische Überwachungsvorrichtung geformt
zu werden, ohne irgendeine der Komponenten der Vorrichtung zu beschädigen. Bevorzugt
weist das Vergussmaterial einen Young- Modul von wenigstens ungefähr 100.000
Psi auf. Zwei bevorzugte Vergussmaterialien umfassen Epoxid und
Urethan. Falls gewünscht,
kann das Aushärten
des Vergussmaterials um die elektronische Vorrichtung beschleunigt
werden, indem die Form auf eine erhöhte Temperatur vorgeheizt wird,
welche oberhalb der Raumtemperatur, aber unterhalb der Temperatur
ist, bei welcher eine Beschädigung
an der elektronischen Überwachungsvorrichtung
eintreten wird. Eine bevorzugte Temperatur ist ungefähr 80°C. Nachdem
das Epoxid ausgehärtet
worden ist, werden die Formhälften 52, 54 getrennt,
was einen starren, eingekapselten Anhang 30 ergibt. Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, 5,
wird eine Batterie 68, welche für den Anhang 30 Energie
liefert, an dem Anhang angebracht, um eine Anhanganordnung 70 zu
bilden. Obwohl die Batterie gezeigt ist, wie sie in ihrer Position in
Kontakt mit der elektronischen Überwachungsvorrichtung 34 durch
ein Verschrauben gehalten wird, ist jedes geeignete Mittel zum Anbringen
der Batterie an der Platine, so dass die Batterie entfernt werden kann,
annehmbar. Alternative Mittel zum Anbringen der Batterie an der
Platine können
Federclips, Sicherungsstifte oder andere Niederdrückeinrichtungen umfassen.
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Die
Anhanganordnung 70 kann jede Konfiguration aufweisen, welche
es ihr ermöglicht,
in die Kontur des Hohlraums 16 zu passen, welche in dem in 1 gezeigten
Beispiel beide zylinderförmig sind.
Bevorzugt wird die Anhanganordnung 70 in dem Hohlraum 16 wie
in 6 gezeigt angebracht. Da die Gummiflickenanordnung
an dem Reifen unter Verwendung einer Luftaushärtung oder einer Aushärtung bei
niedriger Temperatur angebracht werden kann, versteht es sich, dass
die Abfolge des Anbringens der Anhanganordnung in dem Gummiflickengehäuse erreicht
werden kann, entweder bevor oder nachdem der Gummiflicken an der
Reifeninnenschicht angebracht wird. Die Anhanganordnung umfasst eine
optionale Antenne 72. Das Gehäuse 14 umfasst Schlitze 74 zum
Aufnehmen der Antenne. Nachdem sich die Anhanganordnung 70 an
ihrem Platz in dem Hohlraum befindet, wird wenigstens ein Sicherungsstift 76 durch
eine erste Öffnung 78 in dem
Gehäuse 80 eingeführt. Wie
in 6 gezeigt, ist der Sicherungsstift 76 über wenigstens
einen Abschnitt des oberen Endes der Anhanganordnung 70 positioniert,
bevorzugt durch eine zweite Öffnung 82 an
der entgegengesetzten Seite des Gehäuses. Alternativ könnte sich
der Sicherungsstift 76 in den Verguss der Anhanganordnung 70 erstrecken.
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Die
Positionierung des Sicherungsstifts ist nicht kritisch, solange
der Sicherungsstift 78 die Anhanganordnung 70 positiv
in ihrer Position in dem Hohlraum 16 sichert und verhindert,
dass sich die Anhanganordnung 70 bewegt. Nach einem Einführen durch
das Gehäuse 14 wird
der Sicherungsstift 76 verformt, so dass er sich nicht
aus den Öffnungen rückwärts herausbewegen
wird. Die Anhanganordnung 70 kann dann aus dem Gehäuse entfernt
werden, indem einfach der Sicherungsstift 76 aus der Öffnung 78 gebohrt
wird.
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Viele
verschiedene Verfahren zur positiven Verriegelung der Anhanganordnung
können
erreicht werden. Mittels einer Veranschaulichung äquivalenter
Verriegelungsmethoden kann anstelle eines Sicherungsstifts eine
selbstschneidende Schraube durch die Öffnung 78 eingeführt werden
und in ihre Position in dem Verguss geschraubt werden.
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7 zeigt
eine andere Anhanganordnung 70, welche ein Profil aufweist,
das demjenigen des Hohlraums 16 entspricht. Die Anhanganordnung
ist in dem unteren Bereich des Hohlraums 16 angebracht.
Das Gehäuse 14 erstreckt
sich über
die Anhanganordnung 70, nachdem sie in dem Hohlraum 16 angebracht
worden ist.
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Ein
Einsatz 90, welcher auch ein Profil aufweist, das dem Hohlraum 16 entspricht,
wird dann in das Gehäuse
eingesetzt, bis der Boden 96 des Einsatzes 90 das
obere Ende der Anhanganordnung 70 berührt und diese so an ihrem Platz
sichert. Der Einsatz 90 wird dann an seinem Platz verriegelt.
Dies kann durch jedes geeignete Verfahren erreicht werden, beispielsweise
indem ein Sicherungsstift durch den Einsatz 90 hineingesteckt
und verformt wird, oder indem Verriegelungsfortsätze verwendet werden, um den
Einsatz 90 an der Flickenanordnung 10 zu befestigen.
Jedoch umfasst, wie in 7 gezeigt, der Einsatz 90 bevorzugt
ein Außengewinde 94,
welches einem Innengewinde 92 entspricht, das in dem Gehäuse 14 ausgebildet
ist. Der Einsatz 90 wird in das Gehäuse 14 geschraubt,
bis der Einsatzboden 96 das obere Ende der Anhanganordnung 70 berührt. Natürlich ist,
unabhängig
von dem Verfahren, das verwendet wird, um die Anhanganordnung 70 an ihrem
Platz in dem Hohlraum 16 zu sichern, die Anhanganordnung
für ein
Ersetzen der Batterie oder ein Ersetzen der gesamten Anordnung 70 leicht
entfernbar, indem der Einsatz 90 von dem Gehäuse 14 entfernt
wird. Es ist offensichtlich, dass die Anhanganordnung 70 wieder
eingesetzt werden kann, nachdem eine Reparatur oder ein Ersetzen
erreicht worden ist oder nachdem der Reifen runderneuert worden
ist, indem einfach der Einsatz 90 wieder über der wieder
eingebauten Anhanganordnung platziert wird und der Einsatz 90 wie
oben erörtert
an seinem Platz verriegelt wird.
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Nach 8 wird
eine Anhanganordnung von 110, welche die vorher diskutierten
Komponenten umfasst, mit einem Außengewinde 112 in
dem Verguss ausgebildet. Die Gummiflickenanordnung 120, welche
ebenfalls den vorher erörterten
Gummiflicken ähnlich
ist, umfasst ein Innengewinde 122, welches in dem Gehäuse 124 ausgebildet
ist und welches mit dem Außengewinde 112 der
Anhanganordnung ineinander greift. Die Anhanganordnung 110 wird in
der Gummiflickenanordnung 120 angebracht, indem einfach
die Anhanganordnung 110 in das Gehäuse 124 eingeschraubt
wird. Während
diese Anordnung normalerweise ausreichend sein sollte, um die Anhanganordnung
an der Gummiflickenanordnung zu verriegeln, kann ein optionaler
Sicherungsstift oder ein Gewindestift der Anordnung hinzugefügt werden,
um die Innen- und Außengewinde
an ihrem Platz zu verriegeln, und um zu verhindern, dass sich die
Anhanganordnung aus dem Gehäuse
der Gummiflickenanordnung 120 rückwärts herausbewegt.
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Aus
dem Vorhergehenden sollten andere Beispiele offensichtlich sein.
Beispielsweise kann eine (nicht gezeigte) Schlitz- und Rippenanordnung verwendet
werden, um die Anhanganordnung in dem Gehäuse zu verriegeln. Ineinander
greifende Schlitze und Rippen sind in dem Verguss der Anhanganordnung
und in dem Gehäuse
ausgebildet. Nachdem die Anhanganordnung in dem Gehäuse platziert
worden ist, kann, wie vorher erörtert,
eine optionale Verriegelungseinrichtung verwendet werden, um zu
verhindern, dass die Anhanganordnung rückwärts aus dem Gehäuse herausgeht.
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In
noch einem anderen Beispiel, welches in 9 dargestellt
ist, ist die Anhanganordnung 130 mit wenigstens einem Fortsatz 132 ausgebildet,
während
das Gehäuse 142 des
Gummiflickens 140 mit Schlitzen 144 ausgebildet
ist, welche Fortsätzen
an der Anhanganordnung 130 entsprechen. An dem unteren
Ende der Schlitze befindet sich eine Ring 146 mit einem
Innendurchmesser, welcher der Schlitztiefe an dem Gehäuse entspricht,
und welcher sich von jedem Schlitz wenigstens teilweise um das untere Ende
des Gehäuses
erstreckt. Sobald die Fortsätze 132 der
Anhanganordnung 130 mit Schlitzen 144 des Gummiflickens
in Eingriff gebracht sind und die Anhanganordnung 130 in
das Gehäuse 142 eingesetzt ist,
wird die Anhanganordnung 130 ausrei chend gedreht, so dass
die Fortsätze 132 in
den Ring 146 gedreht werden und nicht mehr mit den Schlitzen 144 ausgerichtet
sind, wodurch die Anhanganordnung an dem Gummiflicken 140 verriegelt
wird. Ein optionaler Verriegelungsmechanismus, wie er vorher erörtert worden
ist, kann hinzugefügt
werden, um die Anhanganordnung 130 an dem Gummiflicken 140 zu
verriegeln, falls es Bedenken bezüglich einer Drehung der Anhanganordnung 130 bezüglich der
Gummiflickenanordnung gibt. Ein anderes Verfahren zur Verriegelung
der Anhanganordnung 130 an dem Gummiflicken 140 ist
es, ein (nicht gezeigtes) Materialstück in wenigstens einen Schlitz 144 einzusetzen,
beispielsweise durch eine Presspassung zwischen dem Schlitz und
dem Material, so dass in dem Fall einer Drehung der Teile relativ
zueinander die Fortsätze 132 davon
abgehalten werden, sich in dem Schlitz axial zu bewegen, selbst
falls die Fortsätze 132 und die
Schlitze eingefluchtet werden. Es ist offensichtlich, dass man eine äquivalente
Struktur erreichen kann, indem die Anordnung der Schlitze 144,
des Rings 146 und der Fortsätze 132 zwischen der
Fortsatzanordnung 130 und dem Gehäuse 142 umgekehrt
wird. Bei dieser Anordnung ist wenigstens ein Fortsatz in dem Gehäuse ausgebildet,
und wenigstens ein Schlitz, welcher den Fortsätzen entspricht, ist in der
Fortsatzanordnung ausgebildet.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung
(des Anhangs) und Flickenanordnung ist in 10–13 allgemein
mit der Ziffer 200 bezeichnet. Die Anordnung 200 umfasst
allgemein einen Flicken 202 und eine Überwachungsvorrichtung 204,
welche einen Schutzkörper
und eine Überwachungsanordnung umfasst.
Der Flicken 202 ist allgemein eingerichtet, um die Überwachungsvorrichtung 204 auf
eine Weise zu halten, welche es erlaubt, dass die Überwachungsvorrichtung 204 wiederholt
von dem Flicken 202 entfernt wird und an dem Flicken 202 wieder
angebracht wird, so dass die Überwa chungsvorrichtung 202 selektiv
an einem Reifen 71 angebracht werden kann, indem die Überwachungsvorrichtung 204 selektiv
an dem Flicken 202 angebracht wird.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
der Überwachungsvorrichtung 204 weist
eine Außenoberfläche auf,
welche auf eine Weise gerundet oder gekrümmt ist, welche es dem Körper erlaubt,
zu rollen, wie in dem US-Patent 6,082,192 beschrieben. Die beispielhaften
Ausführungsbeispiele
der Erfindung stellen Überwachungsvorrichtungen
dar, welche frei von flachen Oberflächen sind. Die beispielhaften
Ausführungsbeispiele
in diesen Figuren stellen eine Kugel und eine längliche Kugel dar, obwohl andere
Formen von den Erfindern in Betracht gezogen werden. Andere Ausführungsbeispiele
der Überwachungsvorrichtung 204 können Außenoberflächen aufweisen, welche
im Wesentlichen gekrümmte
oder gerundete Außenoberflächen aufweisen,
wenn die Außenoberflächen eine
Mehrzahl von kleinen flachen Oberflächen umfassen, welche zusammenwirken,
um eine äußere gerundete
Oberfläche
zu definieren. Diese Arten von Überwachungsvorrichtungen
sind ausgestaltet, um lose in einem Reifen platziert zu werden, so
dass sie herumrollen können,
wobei sie nur durch den Reifen und die Felge eingeschränkt werden.
Die Überwachungsvorrichtung 204 kann
dieselbe Struktur wie die in dem US-Patent 6,082,192 offenbarte Überwachungsvorrichtung
aufweisen. Als solche weisen die Überwachungsvorrichtung 204 und
diejenigen mit der gleichartigen Konfiguration (einer gerundeten
Außenoberfläche) keine
Merkmale auf, welche verwendet werden können, um sie an einem Flicken
zu befestigen. Der Flicken 202 der vorliegenden Erfindung
ist ausgestaltet, um die Überwachungsvorrichtung 204 in
einer festen Position bezüglich
des Reifens 71 zu halten, ohne irgendeine spezielle Modifizierung
an der Überwachungsvorrichtung 204 zu erfordern,
welche verhindern würde,
dass die Überwachungsvorrichtung 204 in
einem Reifen in einer losen, freien, rollenden Konfiguration verwendet
wird.
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Der
Flicken 202 umfasst eine Basis 206 und einen Rohrabschnitt 208,
welcher von der Basis 206 nach oben hervorragt. Der Flicken 202 kann
eine Bindeschicht 20 umfassen, wie oben beschrieben. Der Rohrabschnitt 208 ist
ringförmig
und durchgängig und
definiert einen Hohlraum 210. Der Rohrabschnitt 208 umfasst
eine durchgängige
Lippe 211, welche eine Öffnung 212 definiert,
die einen Zugang zu dem Hohlraum 210 zur Verfügung stellt.
Die Lippe 211 und der Rohrabschnitt 208 sind frei
von Unterbrechungen, wie beispielsweise Schlitzen, welche es der
Lippe 211 und dem Rohrabschnitt 208 ermöglichen
würden,
sich unbeabsichtigt zu öffnen,
wenn sie mit den gerundeten Überwachungsvorrichtungen
der Erfindung verwendet werden. Die Durchgängigkeit der Lippe 211 erhöht die Rückhaltefähigkeit
des Flickens 202, was wichtig ist, wenn eine Überwachungsvorrichtung
mit der Form einer Kugel, einer länglichen Kugel oder einer Träne gehalten
wird. Die Durchgängigkeit
der Lippe 211 verringert auch das Risiko, dass die Lippe 211 während ausgedehnter
Benutzung reißen
wird. Der Rohrabschnitt 208 verjüngt sich geschlossen in Richtung
der Lippe 211.
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Die
Ruheposition der Lippe 211 und der Öffnung 212 ist kleiner
als die maximale Breite der Überwachungsvorrichtung 204,
so dass die Öffnung 212 breiter
gedehnt werden muss, um zu ermöglichen, dass
die Überwachungsvorrichtung 204 in
den Hohlraum 210 eingesetzt und daraus entfernt wird. Die Lippe 211 weist
somit eine geschlossene Ruheposition und eine offene gedehnte Position
auf. Der Hohlraum 210 weist eine Tiefe auf, welche größer als
die Hälfte
der Höhe
der Überwachungsvorrichtung 204 ist,
so dass sich der Rohrabschnitt 208 um die Überwachungsvorrichtung 204 schließen wird,
um sie an ihrem Platz zu hal ten. Die Wände des Rohrabschnitts 208 weisen
eine ausreichende Elastizität
und Dehnbarkeit auf, so dass die Öffnung 212 offen gedehnt werden
kann, um die Überwachungsvorrichtung 204 unterzubringen,
um der Überwachungsvorrichtung 204 eine
Sitzfläche
in dem Flicken 202 zu bieten, wie in 11 dargestellt.
Die Elastizität
der Wände
erlaubt es ihnen, in ihre Ruheposition zurückzukehren, um die Überwachungsvorrichtung 204 mit
einer Presspassung in dem Flicken 202 zu fangen. Das Material des
Flickens 202 ist eingerichtet, um diese Eigenschaften über die
Zeit unter sowohl heißen
als auch kalten Betriebsbedingungen beizubehalten. Bei beispielhaften
Ausführungsbeispielen
kann der Flicken 202 aus jedem von einer Vielfalt von Duroplasten oder
thermoplastischen Kunststoffen hergestellt werden, welche die gewünschte Elastizität und gealterten
Eigenschaften aufweisen.
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Die Öffnung 212 kann
um die Längsachse des
Flickens 202 zentriert sein, so dass die Öffnung 212 in
Richtung der Mitte des Reifens 71 gerichtet ist, wenn der
Flicken 202 an dem Reifen 71 angebracht ist. Zentrifugalkräfte werden
somit die Überwachungsvorrichtung 204 gegen
den Flicken 202 drücken.
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Die
Innenoberfläche 214,
welche den Hohlraum 210 definiert, kann gekrümmt sein,
um im Wesentlichen mit der Außenkrümmung der Überwachungsvorrichtung 204 zusammenzupassen,
wie in 11 gezeigt. Bei anderen Ausführungsbeispielen der
Erfindung kann die Innenoberfläche 214 derart eingerichtet
sein, dass eine Lufttasche zwischen der Basis 206 und der Überwachungsvorrichtung 204 angeordnet
ist.
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Bei
dem in 11 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist die Überwachungsvorrichtung 204 länglich und
so positioniert, dass ihr größter Durchmesser
im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Flickens 202 ist.
Die Vorrichtung 204 kann 3 bis 5 Prozent unrund sein, um die
Vorteile einer länglichen
Vorrichtung zu erreichen. Die Erfinder ziehen auch in Betracht,
dass der Flicken 202 eingerichtet sein kann, um die Überwachungsvorrichtung 202 so
aufzunehmen, dass der kleinste Durchmesser der Überwachungsvorrichtung 204 im
Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des
Flickens 202 ist. Eine längliche Konfiguration hilft,
die Überwachungsvorrichtung 204 richtig
in dem Flicken 202 auszurichten, wenn Schwingungskräfte die Überwachungsvorrichtung 204 bezüglich des
Flickens 202 bewegen.
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Eine
voraussagbare richtige Ausrichtung ist wichtig, wenn die Überwachungsvorrichtung 204 eine
Antenne 218 aufweist, welche abgestimmt ist, um besser
zu funktionieren, wenn sie in einer speziellen Richtung positioniert
ist. Beispielsweise kann die Antenne 218 mit der längsten Abmessung
der Überwachungsvorrichtung 204 ausgerichtet
sein, so dass der Benutzer die Ausrichtung kennen wird und die Antenne 218 bezüglich des
Reifens 71 ausrichten kann.
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Die
richtige Ausrichtung der Überwachungsvorrichtung 204 ist
auch wichtig, so dass das Luftrohr 219 für den Drucksensor
in der Öffnung 212 positioniert
bleibt.
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Die
richtige Ausrichtung ist auch wichtig, wenn die Überwachungsvorrichtung 204 eine
Rückziehöffnung 220 aufweist,
welche es ermöglicht,
dass ein Werkzeug oder eine Rückzieheinrichtung 222 mit der Überwachungsvorrichtung 204 in
Eingriff tritt und sie aus dem Flicken 202 zieht, wie in 12 und 13 gezeigt.
Die Öffnung 220 ermöglicht,
dass wenigstens ein Abschnitt der Einrichtung 222 in den Körper der
Vorrichtung 204 eingeführt
wird, so dass die Vorrichtung 204 aus dem Flicken 202 gezogen werden
kann. 14 und 15 stellen
ein zweites Ausführungsbeispiel
dar, bei welchem die Überwachungsvorrichtung 204 kugelförmig ist.
Ein anderes Verfahren zum Entfernen der Überwachungsvorrichtung 204 aus
dem Flicken 202 ist es, den Rohrabschnitt 208 benachbart
zur Basis 206 zusammenzudrücken, um die Überwachungsvorrichtung 204 aus dem
Flicken 202 zu drücken.
Die Druckkraft kann in Verbindung mit dem Werkzeug 222 verwendet
werden.
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Der
Flicken 202 weist abgerundete und gekrümmte Wände und Oberflächen auf,
welche keine Punkte aufzeigen, wo Belastungen konzentriert werden.
Der Mangel an Belastungskonzentration erhöht die Dauerbeständigkeit
des Flickens 202. Der Rohrabschnitt 208 kann auch
eingerichtet sein, um Schwingungskräfte zu absorbieren. Die Anordnung 200 weist
auch den Vorteil auf, dass die Überwachungsvorrichtung 204 dem
Reifen 71 nicht schaden wird, falls die Überwachungsvorrichtung 204 aus dem
Flicken 202 fällt,
da die Überwachungsvorrichtung
ausgestaltet ist, um lose in dem Reifen 71 verwendet zu
werden und keine scharfen Kanten umfasst, welche den Reifen 71 beschädigen könnten.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung
(des Anhangs) und der Flickenanordnung ist in 16-17 allgemein
mit der Ziffer 300 bezeichnet. Die Anordnung 300 umfasst
allgemein einen Flicken 202 und eine eingekapselte Überwachungsvorrichtung 304 mit
einem Schutzkörper 305 und
einer Überwachungsanordnung 306.
Die Überwachungsanordnung 306 umfasst
eine Antenne 307 und die Komponenten 308, welche
nötig sind,
um die Bedingungen des Reifens zu überwachen und zu übertragen.
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Wie
oben beschrieben, ist der Flicken 202 allgemein eingerichtet,
um die Überwachungsvorrichtung 304 auf
eine Weise zu halten, welche es ermöglicht, dass die Überwachungsvorrichtung 304 wiederholt
von dem Flicken 202 entfernt wird und an dem Flicken 202 wieder
angebracht wird, so dass die Überwachungsvorrichtung 202 wahlweise
an dem Reifen 71 angebracht werden kann, indem die Überwachungsvorrichtung 304 wahlweise
an dem Flicken 202 angebracht wird. Bei dem dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
ist die Überwachungsvorrichtung 304 tränenförmig, wobei
der abgerundete Kopf 310 der Träne von dem Flicken 202 auf
die oben beschriebene Weise gehalten wird. Der verjüngte Endabschnitt 311 der Überwachungsvorrichtung 304 erstreckt
sich aus dem Flicken 202 heraus in das Innere des Reifens 71.
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Eine
Antenne 307 des Überwachungssystems
kann in dem Endabschnitt 311 positioniert sein, wobei die
Komponenten 308 in dem Kopf 310 angeordnet sind.
Die Antenne 307 ist parallel zu der Längsachse des Flickens 202.
Die Antenne 307 ist somit im Wesentlichen senkrecht zu
der Oberfläche des
Flickens 202 angeordnet, welche mit dem Reifen 71 in
Eingriff steht. Diese Konfiguration ermöglicht es, dass die Antenne 307 radial
bezüglich
des Reifens 71 angeordnet ist, wenn der Flicken 202 an
dem Kronenabschnitt des Reifens 71 angebracht ist, wie in 16 dargestellt.
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18 stellt
ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
dar, bei welchem die Überwachungsvorrichtung 320 eine
sich frei erstreckende Antenne 307 aufweist. Die Antenne 307 erstreckt sich
gerade von dem Flicken 202, wie oben beschrieben.
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Eine
weitere Anordnung ist in 19 allgemein
mit der Ziffer 350 bezeichnet. Die Anordnung 350 umfasst
einen Flicken 352 und eine Überwachungsvorrichtung 354,
welche einen Schutzkörper 356 und
eine Überwachungsanordnung 358 umfasst. Das
neunte Ausführungsbeispiel 350 ist
ebenfalls tränenförmig, aber
der Kopf 360 der Träne
ist gewindet, um mit einem Gewinde, welches von dem Flicken 352 definiert
wird, zusammenzuwirken, um die Vorrichtung 354 an ihrem
Platz zu halten.
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Ein
anderes Beispiel für
eine Anordnung ist in 20 allgemein mit der Ziffer 400 bezeichnet.
Die Anordnung 400 umfasst einen Flicken 402 und
eine Überwachungsvorrichtung 404,
welche einen Schutzkörper 406 und
eine Überwachungsanordnung 408 umfasst.
Die Überwachungsvorrichtung 404 ist
die gleiche wie die Überwachungsvorrichtung 354,
welche oben beschrieben wurde. Bei dem zehnten Ausführungsbeispiel
ist die Überwachungsvorrichtung 404 nicht
direkt mit dem Flicken 402 verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfasst die Anordnung 400 ein Zwischengehäuse 410,
welches an dem Flicken 402 angebracht ist. Die Überwachungsvorrichtung 404 wird
mit dem Gehäuse 410 verbunden,
wenn sie angebracht wird.
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Das
Gehäuse 410 kann
aus demselben Material wie der Schutzkörper 406 oder aus
einem anderen Material, welches starrer als das Material des Flickens 402 ist,
hergestellt werden. Bei einem Beispiel ist das Gehäuse 410 um
den oberen Abschnitt des Flickens 402 eingekapselt. Bei
anderen Beispielen kann das Gehäuse 410 klebend
oder mechanisch mit dem Flicken 402 verbunden werden.
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Das
Gehäuse 410 definiert
einen Hohlraum 412, welcher eingerichtet ist, um die gesamte Überwachungsvorrichtung 404 oder
einen Abschnitt derselben aufzunehmen. Das Gehäuse 410 und die Überwachungsvorrichtung 404 definieren
zusammenwirkende Gewinde 414, welche es ermöglichen, dass
die Überwachungsvorrichtung 404 wahlweise an
dem Gehäuse 410 angebracht
wird und von diesem entfernt wird. Zusätzlich zu den Gewinden 414 kann
jede der anderen Befestigungsanordnungen, welche oben beschrieben
wurden, verwendet werden, ohne von den Konzepten der Erfindung abzuweichen.
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Während in Übereinstimmung
mit den Patentgesetzvorschriften oben die beste Weise und das bevorzugte
Ausführungsbeispiel
beschrieben worden sind, ist der Umfang der Erfindung nicht darauf, sondern
vielmehr durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.