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Allgemeiner
Stand der Technik
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Diese
Erfindung betrifft Verbesserungen an Adaptersystemen für Brennstoffzellen
zur Verwendung in brennkraftbetriebenen Werkzeugen. Wie beispielsweise
bei Nikolich, US-Patent Nr. 4,403,722, Nr. 4,483,474, Nr. 4,522,162
und Nr. 5,115,944 – die alle
durch Bezugnahme einbezogen werden – offenbart, ist die Verwendung
einer Abgabevorrichtung bekannt, um einen Kohlenwasserstoffbrennstoff
an ein verbrennungsgas betriebenes Werkzeug, wie beispielsweise
ein verbrennungsgasbetriebenes Befestigungsmittelantriebswerkzeug,
abzugeben. Eine geeignete Brennstoffzelle ist insbesondere bei Nikolich in
dem oben zitierten US-Patent Nr. 5,115,944 beschrieben.
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Ein
Standardsystem zum Befestigen einer Brennstoffzelle an einem brennkraftbetriebenen Werkzeug
ist bekannt, d. h. Anordnen der Brennstoffzelle in dem brennkraftbetriebenen
Werkzeug mit einer Dosiereinheit ohne Adaptersystem. Dieses System
hat zwar den Vorteil, dass es kompakt ist, doch es schützt nicht
den Aufnahmeeinlass der Dosiereinheit vor Schmutz und anderen Teilchen.
Außerdem braucht
man, wenn kein Adapter verwendet wird, eine Schutzkappe oder eine
Blisterpackung zum Transportieren der Brennstoffzelle.
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Es
gibt ein weiteres bekanntes Brennstoffzellenbefestigungssystem für brennkraftbetriebene Werkzeuge,
wobei ein Dichtungsträger
an einer Brennstoffzelle angebracht wird und eine Abdichtung zum
Anfügen
des Brennstoffzellenschaftes und eines aufsteckbaren Verbindungselements
von dem brennkraftbetriebenen Werkzeug bildet. Jedoch schützt dieses
Adaptersystem die Brennstoffzelle nicht vor Schmutz und anderen
Teilchen. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Vorhandensein dieses
Adapters allein vermutlich die Lebensdauer und die Kapazität der Brennstoffzelle
verringert. Eine weitere unerwünschte Eigenschaft
dieses Adapters ist, dass er von seiner momentanen Brennstoffzelle
abgenommen und mit einer generischen Brennstoffzelle wiederverwendet werden
kann.
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Ein
Nachteil herkömmlicher
Brennstoffzellen für
brennkraftbetriebene Werkzeuge ist, dass die herkömmlichen
Ausrichtungsstrukturen, die zum Ausrichten der entsprechenden Schäfte oder
Durchgänge
der Brennstoffzelle und des Brennstoffdosierventils des Werkzeugs
verwendet werden, keine gleichbleibende koaxiale Ausrichtung dieser
Durchgänge gewährleisten,
was zur Vergeudung von Brennstoff, einer verkürzten Lebensdauer der Brennstoffzelle und
einer suboptimalen Leistung des Werkzeugs führen kann.
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Ein
weiterer Nachteil herkömmlicher
Brennstoffzellen für
brennkraftbetriebene Werkzeuge ist, dass in einigen Fällen Benutzer
versucht sein könnten,
verbrauchte Brennstoffzellen mit generischem Brennstoff aufzufüllen. Dadurch
kann der Betrieb des Werkzeugs beeinträchtigt werden. Es besteht somit Bedarf
an einem Adapter für
eine Brennstoffzelle für brennkraftbetriebene
Werkzeuge, der so konfiguriert ist, dass er solche Nachfüllversuche
behindert.
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Brennstoffzellenanschlusssystem bereitzustellen, das die Brennstoffzelle
während
des Gebrauchs vor Schmutz und sonstigen Teilchen schützt.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, einen verbesserten Brennstoffzellenadapter
bereitzustellen, der den Brennstoffzellenschaft während des
Transports schützt,
wodurch eine Schutzkappe oder eine Blisterpackung überflüssig wird.
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Eine
weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines verbesserten Brennstoffzellenadapters,
der sichtbar machen kann, ob die Brennstoffzelle unbenutzt ist oder
nicht.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten brennkraftbetriebenen Werkzeugs, das in seinem
Inneren eine Arretierung aufweist, welche die Brennstoffzelle lösbar in
einer Eingriffnahmeposition hält.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Adapters für
eine Brennstoffzelle, der nicht von einer Brennstoffzelle abgenommen
und nicht mit einer generischen Brennstoffzelle wiederverwendet
werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Adaptersystems für eine Brennstoffzelle, der
dem Nachfüllen
vorhandener verbrauchter Brennstoffzellen entgegenwirkt.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines verbesserten Arretierungssystems für ein Werkzeug, welches den Brennstoffzellenadapter
arretierend aufnimmt und den Adapter lösbar in der richtigen Betriebsposition innerhalb
des Werkzeugs arretiert.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Die
oben angeführten
Erfordernisse werden mit dem Brennstoffzellenadapter nach Anspruch
1 und dem brennkraftbetriebenen Werkzeug nach Anspruch 12 und den
von ihnen abhängigen
Ansprüchen
erfüllt
oder sogar übertroffen.
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Zusätzlich zum
Schutz der Brennstoffzelle während
des Transports schützt
der vorliegende Adapter die Brennstoffzelle auch vor Schmutz und Fremdkörpern, während sie
zusammen mit dem brennkraftbetriebenen Werkzeug in Betrieb ist.
Die Lappen an der Vorderseite des Brennstoffzellenadapters verhindern
eine völlig
bündige
Kontaktfläche zwischen
der Vorderseite des Brennstoffzellenadapters und der Fläche der
Brennstoffzelle, damit Schmutz, Fremdkörper und sonstige Verunreinigungen
von der Eingriffnahmestelle entfernt werden können. Des Weiteren zeigt die
zerbrechliche Membran an dem Adapter sichtbar an, ob die Brennstoffzelle unbenutzt
ist.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass, wenn ein
Versuch unternommen wird, den vorliegenden Adapter von der Brennstoffzelle
abzunehmen, die Verbindungsrippen des Brennstoffzellenadapters abgeschert
werden, wodurch der Nasenabschnitt des Brennstoffzellenadapters
vom Basisteil des Brennstoffzellenadapters, welcher mechanisch an
der Brennstoffzelle befestigt bleibt, abgetrennt oder anderweitig
strukturell geschwächt
wird. Nach dem Abscheren der Rippen kann der Brennstoffzellenadapter
nicht mehr an einer anderen Brennstoffzelle wiederverwendet werden.
Dieses Merkmal verringert die Gefahr des Eindringens von Schmutz, Fremdkörpern oder
Verunreinigungen, die eine Verbindung während der Wiederverwendung
behindern könnten.
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Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein Arretierungsmechanismus
am Werkzeug, der den Adapter aufnimmt und lösbar in der richtigen Betriebsposition
arretiert. Sobald die Brennstoffzelle leer ist, dreht der Benutzer – bei der
bevorzugten Ausführungsform – einfach
die Brennstoffzelle, um die Arretierungskraft zu überwinden,
und zieht die Brennstoffzelle mühelos
von dem Werkzeug ab.
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Die
vorliegende Erfindung stellt des Weiteren eine vergrößerte Basis
bereit, mit der der Brennstoffzellen adapter am Rand des Brennstoffzellenkanisters
befestigt wird. Wenn der Brennstoffzellenadapter mechanisch in seinen
Sitz in dem Brennstoffzellenkanister hineingedrückt wird, so passt ein umfänglich verlaufender
Keil an der Basis des Brennstoffzellenadapters mit einer Lippe an
der Unterseite des eingerollten Randes zusammen, die sich am Innendurchmesser
des Brennstoffzellenkanisters befindet.
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Kurze Beschreibung
der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines brennkraftbetriebenen Werkzeugs
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine fragmentarische auseinandergezogene perspektivische Ansicht
des vorliegenden Adapters und der Brennstoffzelle;
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3 ist
eine fragmentarische auseinandergezogene perspektivische Ansicht
des vorliegenden Adapters, der geformten Einsatzdichtung und der Brennstoffzelle;
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4 ist
eine fragmentarische vertikale Schnittansicht des vorliegenden Brennstoffzellenadapters,
die den Adapter und die geformte Einsatzdichtung im Eingriff mit
der Brennstoffzelle zeigen und die Arretierung, die den Adapter
und die Brennstoffzelle in dem brennkraftbetriebenen Werkzeug hält;
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5 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in 4 in der
allgemein angedeuteten Richtung, wobei die Arretierung in der geschlossenen
Position gezeigt ist;
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6 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in 4 in der
allgemein angedeuteten Richtung, wobei die Arretierung in der offenen
Position gezeigt ist;
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7 ist
eine Seitenansicht des geformten Einsatzes;
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8 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 von 7 und
in der allgemein angedeuteten Richtung;
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9 ist
eine perspektivische Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform
des vorliegenden Adapters;
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10 ist
eine fragmentarische vertikale Schnittansicht der Ausführungsform
von 9, die den Adapter im Eingriff mit der Brennstoffzelle
zeigt;
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11 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer alternativen
Ausführungsform
des vorliegenden Werkzeugs mit einem Adapter-Arretierungsmechanismus;
und
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12 ist
eine zusammengefügte
Ansicht der Ausführungsform
von 11.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Mit
Bezug auf 1 ist ein brennkraftbetriebenes
Werkzeug des Typs, der zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung
geeignet ist, allgemein mit 10 bezeichnet. Das Werkzeug 10 enthält ein Gehäuse 11,
das ein Brennstoffdosierventil 13 umschließt, und
eine Brennstoffzellenkammer 12, die herausnehmbar eine
Brennstoffzelle 14 aufnimmt. Der Aufbau und der Betrieb
des Werkzeugs 10 sind dem Fachmann bestens bekannt.
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In
den 2 und 3 ist ein Brennstoffzellenadapter,
allgemein mit 16 bezeichnet, für den Anschluss an die Brennstoffzelle 14 konfiguriert
und erleichtert den Eingriff der Brennstoffzelle in der Brennstoffzellenkammer 12.
Ein Adapterkörper 18 hat
eine allgemein zylindrische Düse 20 und
eine Basis 22, die für
den Eingriff an der Brennstoffzelle 14 konfiguriert ist,
und die Düse
ist mit der Basis verbunden. Die Düse 20 hat ein freies
Ende 24 und definiert einen Durchgang 26, wobei
eine zerbrechliche Membran 28 den Durchgang 26 versperrt.
Diese zerbrechliche Membran 28 hat ein Loch 29,
durch das Luft entweichen kann, und ist vorzugsweise an oder neben
dem freien Ende 24 der Düse 20 angeordnet,
um sichtbar eine Manipulation anzuzeigen, wenn sie geborsten ist.
Es kommen aber auch andere Positionen entlang des Durchgangs 26 für die Membran 28 in
Frage. Bei einer bevorzugten Ausführungsform misst der Durchmesser
des Loches 29 ungefähr
0,25 mm. Doch die Größe des Durchmessers
kann je nach dem Anwendungszweck variieren. An dem Adapterkörper 18 hat die
Düse 20 mehrere
Ansätze 32 und
mehrere Stützrippen 34.
Die Ansätze 32,
die sich in einer geneigten Konfiguration von dem freien Ende 24 zur
Basis 22 hin erstrecken, haben jeweils eine abgeschrägte Konfiguration
und jeder hat ein abgeschnittenes Ansatzende 36. Die allgemein
L-förmigen
Stützrippen 34 haben
jeweils ein abgeschnittenes Rippenende 38 und sind zum
Verbinden der Düse 20 mit
der Basis 22 konfiguriert. Bei der bevorzugten Ausführungsform
sind die einzelnen Ansätze 32 und
die Stützrippen 34 entlang
des Umfangs in einem Abstand voneinander angeordnet, und die Beabstandung
der Ansätze
relativ zu den Stützrippen 34 ist
versetzt, sodass die Ansätze
und Stützrippen
nicht axial aufeinander ausgerichtet sind.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist der Adapter 16 mit einer Greifanordnung 40 ausgestattet, die
dafür konfiguriert
ist, durch eine Arretierung in Eingriff genommen zu werden, die
in der Brennstoffzellenkammer 12 des Gehäuses 11 angeordnet
ist. Diese Greifanordnung 40 kann vielfältige Formen haben. Bei der
in den 2–4 gezeigten
Ausführungsform
definieren entsprechende abgeschnittene Ansatzenden 36 und
die Rippenenden 38 der Ansätze 32 und die Stützrippen 34 eine
Nut 40, die sich an der Düse 20 befindet. Obgleich es
bevorzugt ist, dass der Adapterkörper 18 eine
Greifanordnung 40 in Form einer Nut, wie eben beschrieben,
aufweist, kommt ebenfalls in Betracht, dass die Greifanordnung alternativ
eine Rippe oder ein Vorsprung ist, der bzw. die sich allgemein radial
von dem Adapterkörper 18 aus
erstreckt. Solche Vorsprünge
können
eine ringförmige
Rippe bilden oder können
auch einzelne, voneinander beabstandete Ansätze oder Rippensegmente sein.
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Des
Weiteren sind bei einer bevorzugten Ausführungsform die Ansätze 32 radial
voneinander beabstandet, und die Stützrippen sind radial voneinander
beabstandet. Die Ansätze 32 sind
außerdem axial
versetzt. Oder anders ausgedrückt:
Sie sind relativ zu den gegenüberliegenden
entsprechenden Stützrippen 34 nicht
axial ausgerichtet. Folglich wird, wie in den 2 und 3 gezeigt,
ein versetztes Verhältnis
zwischen den Ansätzen 32 und
den Stützrippen 34 definiert.
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Es
ist wenigstens ein Hakenelement 30 an der Basis 22 gebildet
und dafür
konfiguriert, die Brennstoffzelle 14 kraftschlüssig in
Eingriff zu nehmen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Hakenelemente 30,
die sich radial erstrecken, um die Außenseite der Basis 22 herum
angeordnet.
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Wie
in den 3, 7 und 8 gezeigt, nimmt
der Adapterkörper 18 eine
geformte Einsatzdichtung 44 auf, die in den Durchgang 26 passt.
Die geformte Einsatzdichtung 44 definiert einen axialen Durchgang 46 (wie
am besten in 8 zu sehen) und hat ein erstes
Ende 48, das für
die Aufnahme eines Brennstoffzellenschaftes 50 konfiguriert
ist, und ein zweites Ende 52, das mit einem Paar von Innendichtringen 54 versehen
ist, die in dem axialen Durchgang angeordnet sind. Es ist zu erkennen, dass – bei der
bevorzugten Ausführungsform – das erste
Ende 48 einen größeren Durchmesser
hat als das zweite Ende 52.
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Um
den Adapter 16 auf der Brennstoffzelle 14 anzuordnen,
wird der geformte Einsatz 44 in den Adapterkörper 18 eingesetzt,
wo er in dem Durchgang 26 aufgenommen wird. Das Adaptersystem 16 wird
so auf den Brennstoffzellenschaft 50 aufgesetzt, dass eine
Spitze 56 des Brennstoffzellenschaftes (2, 3 und 4)
in den geformten Einsatz 44 gleitet und zwischen dem Paar
von Innendichtringen 54 liegt. Um den Adapter 16 sicher
auf der Brennstoffzelle 14 zu befestigen, wird die Basis 22 mechanisch
zusammengedrückt
und nach unten auf einen eingerollten Rand 58 (2 und 3)
der Brennstoffzelle gedrückt,
so dass der Keil 30 an der Basis unter dem eingerollten
Rand einhakt und diesen kraftschlüssig in Eingriff nimmt. Wie
in 4 zu sehen, ist der Adapter 16 sicher
auf die Brennstoffzelle 14 aufgesetzt, wobei der Keil 30 unter
der Lippe des eingerollten Randes 58 sitzt.
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Wenn
der Adapter 16 auf der Brennstoffzelle 14 sitzt,
und bevor das System in ein brennkraftbetriebenes Werkzeug 10 eingesetzt
wird, ist die zerbrechliche Membran 28 immer noch intakt
(nicht durchstochen), wodurch der Adapter den Vorteil hat, dass
er die Brennstoffzelle während
des Transportes schützt.
Dank dieses Vorteils ist eine Brennstoffzellenschutzkappe überflüssig. Ein
weiterer Vorteil ist, dass die intakte zerbrechliche Membran 28 sichtbar macht,
dass die Brennstoffzelle 14 unbenutzt ist.
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Mit
Bezug auf die 1, 4, 5 und 6 ist
die Brennstoffzelle 14 mit dem Adapter 16 versehen
und dafür
konfiguriert, in dem Gehäuse 11 aufgenommen
zu werden, um mit dem Brennstoffdosierventil 13 in strömungsmäßiger Verbindung
zu stehen. Das gezeigte Brennstoffdosierventil 13 ist nur eine
von mehreren Ausführungsformen,
die auf diesem Gebiet bekannt sind. Ein Merkmal des vorliegenden
Systems ist eine Arretierung 60, die in den 4, 5 und 6 zu
sehen ist, die in dem Gehäuse 11 angeordnet
ist, um den Adapter 16 lösbar in strömungsmäßiger Verbindung mit dem Brennstoffdosierventil 13 zu
halten.
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Die
Arretierung 60 enthält
einen Arretierungskörper 62 mit
wenigstens einem und vorzugsweise zwei Arretierungslappen 64,
die zwischen einer geschlossenen Position (5) und einer
offenen Position (6) bewegt werden können. In
der geschlossenen Position halten die Lappen 64 den Adapter 16 in
dem Gehäuse 11.
Ebenfalls enthalten ist ein Löseelement 70,
um die Arretierungslappen 64 so zu bewegen, dass die Eingriffnahme
mit dem Adapter 16 gelöst
wird und das Herausziehen der Brennstoffzelle 14 aus dem
Werkzeug 10 gestattet wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform
der Arretierung 60, die in den 5 und 6 gezeigt
ist, sind die Arretierungslappen 64 in eine geschlossene Position
vorgespannt, obgleich ebenso in Betracht gezogen wird, dass die
Arretierungslappen so angeordnet sein können, dass sie in die offene
Position vorgespannt sind. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass die
beiden Arretierungslappen 64 in der Arretierung 60 in
einem einander gegenüberliegenden
Verhältnis angeordnet
sind.
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Noch
immer mit Bezug auf 5 und 6 soll die
bevorzugte Ausführungsform
der Arretierung 60 eine Drucktaste 72 als Löseelement 70 aufweisen, wobei
die Drucktaste einen allgemein kreisrunden erhöhten runden Vorsprung 74 aufweist,
der die Arretierungslappen 64 in Eingriff nimmt. Der Vorsprung 74 ist
an der Drucktaste 72 durch eine Reibpassung befestigt,
und zwar über
eine Nase 75, Klebstoff oder andere Befestigungsmittel,
die im Fachgebiet allgemein bekannt sind. Des Weiteren hat bei der
bevorzugten Arretierung 60 jeder Arretierungslappen 64 ein
Kontaktende 76 mit einer schrägen Fläche 78, um allmählich auseinandergedrängt zu werden,
wenn der Vorsprung 74 axial entgegen einer Vorspannkraft,
welche die Lappen in die geschlossene Position drängt, bewegt
wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform
entsteht die Vorspannkraft durch ein Paar Druckfedern 80,
die sich in einer Kammer 81 befinden und den Arretierungskörper 62 und
die Drucktaste 72 so spannen, dass die Taste in eine auswärtige Position
vorgespannt wird. Es wird in Betracht gezogen, dass die Anzahl,
die Anordnung und die Stärke der
Federn variieren kann, um an den Anwendungszweck angepasst zu werden.
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In
der Arretierung 60 hat jeder Arretierungslappen 64 einen äußeren Rand 82,
der eine Schulter 84 definiert. Es gibt des Weiteren einen
inneren Rand 86, der eine Fläche 88 zur Eingriffnahme
der Nut 40 des Adapters 16 bildet. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
ist die Fläche 88 bogenförmig ausgebildet, um
die allgemein kreisrunde Düse 20 besser
ergreifen zu können.
Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass die Gestalt der Fläche 88 und/oder
des Randes 86 verändert
werden kann, um alternative Konfigurationen der Greifanordnung 40,
wie oben beschrieben, formschlüssig
in Eingriff zu nehmen.
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In
den 5 und 6 haben die Arretierungslappen 64 ein
Schwenkende 90, das dem Kontaktende 76 gegenüberliegt.
Das Schwenkende 90 hat ein Loch 92, wo ein Schwenkstift 94 an
den Arretierungslappen 64 angebracht ist, der sie im Inneren des
Arretierungskörpers 62 hält und es
den Arretierungslappen gestattet, zwischen der offenen und der geschlossenen
Position zu schwenken. Des Weiteren ist bei dieser Ausführungsform
die Drucktaste 72 mit einem Paar von Haltestiften 96 versehen,
die jeweils die Schultern 84 der Arretierungslappen 64 in Eingriff
nehmen und an sie anstoßen,
um sie in die geschlossene Position vorzuspannen, wie in 5 zu
sehen. Diese Haltestifte 96 verhindern außerdem, dass
die Drucktaste 72 unter der Kraft der Federn 80 aus
dem Gehäuse 11 herausspringt.
Die Haltestifte 96 agieren außerdem als Endanschläge für die Arretierungslappen 64.
Wie in 6 zu sehen, können die
Arretierungslappen 64 nur so weit in die offene Stellung
schwenken, bis das Schwenkende 90 gegen den Haltestift 96 stößt. Sowohl
die Schwenkstifte 94 als auch die Haltestifte 96 sind
allgemein parallel zueinander angeordnet und stehen allgemein senkrecht
zu der Ebene, die durch die Arretierungslappen 64 gebildet
wird.
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Während des
Betriebes werden die zusammengebaute Brennstoffzelle 14 und
der Adapter 16 in die Brennstoffzellenkammer 12 des
Werkzeugs 10 eingesetzt. Nach dem Einsetzen in die Brennstoffzellenkammer 12 kommt
die Düse 20 mit
der Arretierung 60 in Kontakt, und der Bediener drückt dann
die Brennstoffzelle 14 nach innen. Die abgeschrägte Konfiguration
der Ansätze 32 spreizt
die Arretierungslappen 64 auseinander. Wenn sich die abgeschnittenen
Ansatzenden 36 an den vorgespannten Arretierungslappen 64 vorbeibewegen,
so schließen sich
die Arretierungslappen, und der innere Rand 86 nimmt die
Nut 40 oder sonstige Konfigurationen der Greifanordnung
des Adapters 16 in Eingriff, sodass die Ansatzenden über den
Arretierungslappen angeordnet sind und die abgeschnittenen Rippenenden 38 unter
den Arretierungslappen angeordnet sind. In dieser Position wird
der Adapter 16 sicher im Inneren des Werkzeugs 10 gehalten
(wie am besten in 4 zu sehen).
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Die
Brennstoffzellenkammer 12 ist in 4 zu sehen,
wo die Brennstoffzelle 14 und der Adapter 16 in
der Arretierung 60 arretiert sind. Während der Adapter 16 in
der Arretierung 60 arretiert wird, durchsticht ein Brennstoffdosierventilschaft 98 die
zerbrechliche Membran 28 so, dass der Brennstoffdosierventilschaft
auf den Brennstoffzellenschaft 50 zwischen dem Paar von
Innendichtringen 54 ausgerichtet ist und vorzugsweise an
dem Brennstoffzellenschaft 50 anstößt. Diese Anordnung ermöglicht eine abgedichtete
strömungsmäßige Verbindung
zwischen der Brennstoffzelle 14 und dem Brennstoffdosierventil 13.
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Während des
Gebrauchs hat die zerbrechliche Membran 28 den Vorteil,
dass sie die Brennstoffzelle 14 vor Schmutz und sonstigen
Fremdkörpern schützt. Da
die Arretierung 60 den Adapter 16 und die Brennstoffzelle 14 in
einer Eingriffposition mit dem Brennstoffdosierventil 13 hält, ist
das gesamte Adaptersystem sehr kompakt, und man braucht keine Zellenkammerhintertür oder -endkappe,
wie man sie bei einigen Modellen von brennkraftbetriebenen Werkzeugen
findet.
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Wenn
ein Benutzer die Brennstoffzelle 14 von dem Werkzeug 10 entfernen
muss, so drückt
er einfach die Drucktaste 72 gegen die Federn 80 nach innen,
so dass, wenn der Vorsprung 74 nach innen bewegt wird und
gegen die schrägen
Flächen 78 der Arretierungslappen 64 drückt, er
die Arretierungslappen allmählich
auseinanderdrängt,
bis die Schwenkenden 90 gegen die Haltestifte 96 stoßen und
die Arretierungslappen aus dem Eingriff mit der Nut 40 gelangen.
In dieser offenen Position 68 (wie am besten in 6 zu
sehen), bilden die inneren Ränder 86 der
Arretierungslappen 64 eine Öffnung, die groß genug
ist, dass sich die Ansätze 32 des
Adapters 16 ungehindert vorbei bewegen können und
die Brennstoffzelle 14 von der Brennstoffzellenkammer 12 entfernt
werden kann. Wenn der Adapter 16 aus der Brennstoffzellenkammer 12 mit
der verbrauchten Brennstoffzelle 14 herausgezogen wird,
verlässt
der Brennstoffdosierventilschaft 98 die durchstochene zerbrechliche
Membran 28, die sichtbar anzeigt, dass die Brennstoffzelle 14 verwendet
wurde.
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Die
Arretierung 60 ist so konstruiert, dass Installation und
Entfernung der Brennstoffzelle 14 benutzerfreundlich erfolgen
können
und der Installation und der Entfernung einer Batterie eines solchen brennkraftbetriebenen
Werkzeugs vergleichbar sind. Ein weiterer Vorteil ist, dass der
Adapter 16 nicht von der Brennstoffzelle 14 abgenommen
werden kann, ohne die Stützrippen 34 zu
zerbrechen, und darum nicht an einer anderen Brennstoffzelle wiederverwendet
werden kann.
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Nun
mit Bezug auf 9 und 10 ist
eine alternative Ausführungsform
des vorliegenden Adapters allgemein mit 100 bezeichnet.
Der Adapter 100 ähnelt
dem Adapter 16, und gemeinsame Komponenten sind mit identischen
Bezugszahlen bezeichnet. Es wird in Betracht gezogen, dass der Adapter 100 alle
Merkmale des Adapters 16 beinhaltet. Ein Merkmal des Adapters 100 ist,
dass das freie Ende 24 der Düse 20 mit mehreren
vorspringenden Absätzen 102 versehen
ist, welche die operative Eingriffnahme am Ventilschaft 98 erleichtern.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
gibt es drei vorspringende Absätze 102.
Es wird allerdings in Betracht gezogen, dass eine beliebige Anzahl
von vorspringenden Absätzen
größer als
zwei ebenfalls geeignet ist.
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Jeder
der vorspringenden Absätze 102 hat ein
oberes Ende 104, eine Außenwand 106, eine
Innenwand 108 und ein Paar Seitenwände 110. Um Material
zu sparen und das Verstopfen der gegenüberliegenden Flächen des
Adapters 100 und des Ventilschaftes 98 zu verhindern,
sind die vorspringenden Absätze 102 entlang
des Umfangs um das freie Ende 24 herum voneinander beabstandet.
Obgleich nicht erforderlich, ist bei der bevorzugten Ausführungsform
jeder der vorspringenden Absätze 102 einem
entsprechenden Ansatz 32 zugeordnet. Des Weiteren sind
die Innenwände 108 der
vorspringenden Absätze 102 so
abgeschrägt,
dass sie zur Membran 28 hin geneigt sind, um die richtige
koaxiale Eingriffnahme zwischen dem Ventilschaft 98 und
der Düse 20 zu
erleichtern. Oder anders ausgedrückt: Die
Innenwände
erfüllen
eine Positionierungsfunktion zur Erleichterung der Eingriffnahme.
Schließlich sind
der Durchgang 26 und eine Durchgangsbohrung 112 des
Ventilschaftes 98 koaxial aufeinander ausgerichtet, um
die Abgabe von Brennstoff aus der Brennstoffzelle 14 zum
Dosierventil 13 zu ermöglichen.
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Ein
weiteres Merkmal der vorspringenden Absätze 102 ist, dass
sie jeweils vorzugsweise um die gleiche Länge axial von der Düse 20 abstehen oder
die gleiche Entfernung von der zerbrechlichen Membran 28 zum
oberen Ende 104 haben. Beim Zusammenfügen nehmen die oberen Enden 104 eine gegenüberliegende
Fläche 114 des
Dosierventils 13 in Eingriff (10). Auf
diese Weise erhält
man eine geeignete Ausrichtung der Brennstoffzelle 14 und des
Zumessventils 13, während
ein Abstand zwischen den beiden Komponenten hergestellt wird, den der
Benutzer mühelos
durch Ausblasen, Absaugen usw. von Fremdkörpern oder Schmutz befreien
kann. Es ist außerdem
bevorzugt, dass die vorspringenden Absätze 102 jeweils auf
einen entsprechenden der Ansätze 32 ausgerichtet
sind oder einem entsprechenden der Ansätze 32 zugeordnet
sind, und bei der gezeigten Ausführungsform
ist ein vorspringender Absatz 102 jedem zweiten Ansatz 32 zugeordnet.
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Ein
weiteres Merkmal des vorliegenden Adapters 100, das man
auch am Adapter 16 finden kann, ist, dass die voneinander
beabstandeten Stützrippen 34 der
Befestigungspunkt der Düse 20 an
der Basis 22 sind und so konfiguriert sind, dass eine Abbrechwirkung
entsteht, wenn ein Benutzer versucht, das Adaptersystem von der
Brennstoffzelle 14 zu entfernen. Nachdem die Rippen 34 abgeschert
sind, kann der Brennstoffzellenadapter 100, 16 nicht
mehr an einer anderen Brennstoffzelle 14 wiederverwendet
werden, wodurch kein Schmutz, keine Fremdkörper oder Verunreinigungen
mehr eingetragen werden können,
welche die Verbindung während
der Wiederverwendung behindern könnten.
Die Einmalverwendbarkeit des vorliegenden Adapters 16, 100 wirkt
auch der Verwendung von nachgefüllten
oder generischen Brennstoffzellen entgegen, welche die optimale Funktion
des Werkzeugs 10 beeinträchtigen könnten. Es wird in Betracht
gezogen, dass das Abscheren der Stützrippen 34 durch
Verändern
der Form, der Größe, der
Dicke und der Materialzusammensetzung der Rippen oder durch Hinzufü gen von
Kerben oder anderen Ungleichmäßigkeiten
zu der Rippenstruktur verursacht werden kann. Die Stützrippenstruktur 34 beinhaltet
darüber
hinaus auch jegliche sonstigen dem Fachmann bekannten Mittel, die
einen Materialbruch an der Rippenposition während des Entfernens bewirken,
während
gleichzeitig genügend
Festigkeit beibehalten bleibt, um während des Betriebes dem Verbrennungsstoß und dem
Druck des Gastreibmittels zu widerstehen.
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Der
grundlegende Konstruktionsparameter für den Adapter ist, dass die
Rippen 34 so konfiguriert sind, dass die Basis 22 den
Adapter 16, 100 fester an der Brennstoffzelle 14 hält, als
die radial beabstandeten Rippen 34 die Düse an der
Basis 22 halten. Wenn also ein Versuch unternommen wird,
den Adapter von der Brennstoffzelle zu entfernen, und ein Drehmoment
auf die Düse 20 einwirkt,
so löst
sich die Düse
von der Basis. Ein Faktor dabei, dass die Basis 22 fester
an der Brennstoffzelle gehalten wird, als die Düse 20 an der Basis
gehalten wird, ist, dass man den Umfangsrand der Basis so konfiguriert,
dass an der Basis wenigstens ein Hakenelement oder Keil 30 ausgebildet
und so konfiguriert ist, dass er die Brennstoffzelle in kraftschlüssigen Eingriff
nimmt. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist der Keil 30 am Umfangsrand der Außenseite der Basis 22 angeordnet und
hat einen geringfügig
größeren Durchmesser
als der Innendurchmesser der Brennstoffzelle 14. Beim Zusammendrücken und
der mechanischen Positionierung passt sich der Keil 30 in
eng anliegender Anordnung mit der Brennstoffzelle unter dem eingerollten
Rand 58 ein, wodurch die Basis fest mit der Brennstoffzelle 14 in
Eingriff gebracht wird. Gewünschtenfalls
können
die gegenüberliegenden
Enden des Dosierventilschaftes 98 und der Brennstoffzellenspitze 56 mit
einer Dichtung 116, wie beispielsweise einem Runddichtring,
versehen werden. Die Dichtung 116 wird durch eine Fanganordnung 118 oder
eine andere bekannte Befestigungstechnik entweder am Schaft 98 oder
an der Spitze 56 gehalten.
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Nun
mit Bezug auf 11 und 12 ist eine
alternative Ausführungsform
des Werkzeuggehäuses 11 allgemein
mit 120 bezeichnet, wobei in Betracht gezogen wird, dass
dieses Werkzeuggehäuse 11 mit
dem oben beschriebenen Adapter 16, 100 und weiteren
funktionalen Aspekten des Werkzeugs 10 kompatibel ist und
einen lösbaren
Verriegelungsmechanismus 122 aufweist, der den Brennstoffzellenadapter 16, 100 in
Betriebsposition relativ zu dem Brennstoffdosierventil 13 hält. Gleichzeitig
ist der Verriegelungsmechanismus 122 so konfiguriert, dass
ein einfaches Einführen
und Herausziehen der Brennstoffzelle durch den Benutzer möglich ist.
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Genauer
gesagt, bildet der Verriegelungsmechanismus 122 eine Arretierung
zum lösbaren Halten
des Adapters 16, 100 in strömungsmäßiger Verbindung mit dem Brennstoffdosierventil 13.
In dem Verriegelungsmechanismus ist eine Halterung 124 enthalten,
die dafür
konfiguriert ist, den nicht-kreisrunden Profilabschnitt des Adapters 16, 100 aufzunehmen,
der die Düse 20 und
die Ansätze 32 enthält. Die
Halterung 124 besteht aus einem hinreichend starren Material,
wie beispielsweise Metall oder Kunststoff, und ist in dem Gehäuse 11 mittels
einer Presspassung, Ultraschallschweißen, chemischen Klebstoffen,
einer geeigneten Nut oder einer beliebigen sonstigen geeigneten
herkömmlichen
Befestigungstechnik befestigt. Es versteht sich des Weiteren, dass
die Halterung 124 so innerhalb des Gehäuses 120 angeordnet
ist, dass bei Eingriffnahme mit dem Adapter 16, 100 eine
korrekte Ausrichtung und strömungsmäßige Verbindung
zwischen dem Adapter und dem Brennstoffdosierventil 13 hergestellt
wird.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
hat die Halterung 124 eine plattenartige Konfiguration, die
eine Öffnung 126 mit
mehreren radial nach innen vorstehenden beabstandeten Zähnen oder
Nasen 128 definiert. Die Nasen 128 sind so gestaltet
und angeordnet, dass die Ansätze 32 des
Adapters 16, 100 zwischen benachbarten Nasen hindurch
gelangen können,
wenn der Adapter hineingeschoben oder herausgezogen wird. Bei axialer
Drehung des Adapters 16, 100 durch den Benutzer
nehmen die Nasen 128 die Ansätze 32 vorzugsweise
an den Ansatzenden 36 in Eingriff, um ein Herausziehen
des Adapters aus dem Gehäuse 120 oder
aus der Eingriffnahme mit dem Brennstoffdosierventil 13 zu
verhindern.
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Ein
zusätzliches
Merkmal des Verriegelungsmechanismus ist wenigstens ein vorgespanntes
Arretierungselement 130, um den Adapter 16, 100 in lösbarer Eingriffnahme
mit dem Brennstoffdosierventil 13 zu halten, sobald der
Adapter in der Halterung 124 in Eingriff gelangt ist. Genauer
gesagt, ist das Arretierungselement 130 dazu konstruiert
und angeordnet, ein ungewolltes Drehen oder Herausziehen des Adapters 16, 100 während des
Betriebes des Werkzeugs zu verhindern. Analog dazu ist das Arretierungselement 130 dafür konfiguriert,
das Lösen
und Entfernen des Adapters 16, 100 und der Brennstoffzelle 14 zu
gestatten, wenn dies erforderlich ist, wie beispielsweise, wenn
die Brennstoffzelle ausgetauscht werden muss.
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Wie
in den 11 und 12 zu
sehen, ist das Arretierungselement 130 in dem Gehäuse 120 befestigt,
wie beispielsweise durch Einsetzen in eine Reibpassung durch eine
entsprechende Öffnung 132.
Es können
zusätzliche
Mittel zum Befestigen des Arretierungselements 130 in dem
Gehäuse
verwendet werden, einschließlich
beispielsweise Sicherungsmuttern, chemische Klebstoffe, Ultraschallschweißen und
dergleichen. Das Arretierungselement 130 ist so ausgerichtet,
dass es den Adapter 16, 100 in Eingriff nimmt,
sobald er durch die Öffnung 126 eingeschoben
und ausreichend gedreht wurde, damit es zur Eingriffnahme zwischen
den Ansätzen 32 und
den Nasen 128 kommt. Bei der bevorzugten Ausführungsform nimmt
das Arretierungselement 130 den Adapter zwischen benachbarten
Ansätzen 32 in
Eingriff.
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Die
bevorzugte Bauweise des Arretierungselements 130 ist ein
Zylinderrohr oder eine Röhre 134, in
der sich eine Spitze 136 unter einer Vorspannkraft hin
und her bewegt, wie sie beispielsweise durch eine (nicht gezeigte)
Feder erzeugt wird. Beim Hineinführen
des Adapters 16, 100 durch die Öffnung 126 wird die
Spitze 136 durch die Ansätze 32 niedergedrückt, wie
sie überwunden
wird. Sobald der Adapter 16, 100 gedreht wird,
bewegen sich die Ansätze,
und die Spitze kann sich in dem Raum zwischen benachbarten Ansätzen erstrecken
(am besten in 12 zu sehen). Es wird außerdem in
Betracht gezogen, dass das Arretierungselement 130 so gestaltet
sein könnte,
dass der Stift mit einem Griff 138 verbunden ist (in 12 in
Strichlinie angedeutet), der für
einen Benutzer zugänglich
ist, um das Arretierungselement von Hand zu lösen, bevor die Brennstoffzelle 14 herausgezogen
wird.
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Während des
Gebrauchs der Ausführungsform
der 11 und 12 drückt der
Benutzer lediglich die Brennstoffzelle 14 mit dem Adapter 16, 100 so
in das Gehäuse,
dass die Düse 20 die Öffnung 128 in
einer solchen Weise in Eingriff nimmt, dass die Ansätze 32 zwischen
den Nasen 128 vorbei gelangen. Dann dreht der Benutzer
die Brennstoffzelle 14 so, dass die Ansätze 32 die Nasen 128 in
Eingriff nehmen, woraufhin sich der Adapter 16, 100 in Betriebsposition
befindet. Die Vorspannkraft des Arretierungselements 130 ist
dergestalt, dass eine Bewegung des Adapters 16, 100 während des
normalen Werkzeugbetriebes verhindert wird. Sobald der Benutzer
die Brennstoffzelle 14 dreht, um sie abzunehmen, wird die
Vorspannkraft überwunden,
und die Spitze 136 zieht sich zurück.
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Es
ist also zu sehen, dass der vorliegende Brennstoffzellenadapter 16 und
die Arretierung 60 ein verbessertes Brennstoffzellenadaptersystem
bereitstellen, das den Brennstoffzellenschaft 50 während des
Transports schützt
und auch die Brennstoffzelle 14 vor Schmutz und anderen
Fremdkörpern schützt, während das
Werkzeug 10 in Gebrauch ist. Dieses verbesserte Brennstoffzellenadaptersystem sorgt
außerdem
dafür,
dass das gesamte System kompakt ist und gestaltet die Installation
und das Abnehmen der Brennstoffzelle 14 benutzerfreundlich. Des
Weiteren zeigt die vorliegende Erfindung an, ob die Brennstoffzelle
unbenutzt ist oder nicht, und überdies
kann der Adapter nicht an einer generischen Brennstoffzelle wiederverwendet
werden kann.