Haftungsausschluß

Unter hohem Druck stehendes CO2 ist ebenso wie Preßluft extrem gefährlich. Die nachfolgenden Erklärungen, Beschreibungen und Hinweise nebst Verlinkungen erfolgen allein zu eigenverantwortlichen Informationszwecken anhand meiner eigenen Experimente und Erfahrungen und dienen nicht als Anleitung, Rat, Empfehlung oder Vorlage, um die auf diese Weise umgebaute CO2-Einweg- und Wegwerf-Kartuschen mit CO2, Preßluft oder sonstwie zu befüllen und/oder in Betrieb zu nehmen. Im Gegenteil muß ich dringend von einem solchen Unterfangen abraten.
Der Umbau von CO2-Einweg- und Wegwerf-Kartuschen, der Bau und die Benutzung von Befüllungsapparaturen sowie die Befüllung umgebauter CO2-Einweg- und Wegwerf-Kartuschen mit CO2, Preßluft oder sonstwie erfolgt auf alleiniges Risiko und auf alleinige Verantwortung und gegen meine ausdrückliche Empfehlung. Weder der Autor und Betreiber dieser Seite noch Autoren und Betreiber der hiermit verlinkten Seiten übernehmen irgendeine Verantwortung für Schäden welcher Art auch immer, die durch den Umbau von CO2-Einweg- und Wegwerf-Kartuschen und/oder Befüllungsapparaturen und/oder deren Benutzung, Befüllung und/oder Inbetriebnahme entstehen.

Wie stellt man wiederbefüllbare 12g-CO2-Kartuschen her

Das Original

Derzeit auf der eairgun-Homepage ist Steves Beschreibung, wie leere 12g-CO2-Einweg- und Wegwerf-Kartuschen nahezu zum Nulltarif in wiederbefüllbare Kartuschen umgebaut werden können, zu finden. Das Original - wenn auch ohne die erläuternden Bilder - ist bei archive.org archiviert.

Die Vorgehensweise ist kurz zusammengefaßt wie folgt:
Es werden Ventile aus PKW-Reifen in die 12g-Einweg-Kartuschen eingebaut und die Dichtung deren Ventilkerne durch solche aus widerstandsfähigerem Material ersetzt. Steve - der Autor jener Beschreibung - geht dabei folgendermaßen vor:
Er bohrt die Hälse der 12g-Wegwerf-Kartuschen auf 6,2 mm auf und schneidet ein Innengewinde von M7x0,75 hinein.
Die von Reifenwerkstätten bezogenen alten Ventile (Ventilkörper) befreit er vom Gummi, dreht das M8-ähnliche Ventilkappen-Außengewinde auf 7 mm ab und schneidet ein Außengewinde M7x0,75 darüber. Nach Ablängen der Ventilkörper auf 13mm klebt er diese mit Loctite in die Kartusche. Geeignet ist nur eine bestimmte Art von Ventilkern, die man aus dem Altmaterial selektieren kann.
Nach Entfernen deren außenliegender Schließfeder ersetzt er deren Gummidichtung durch den kleinsten O-Ring von den Brocock-LEP-Patronen, da das originale Dichtungsmaterial viel zu weich für die ca. 60 bar der mit CO2 gefüllten Kartusche ist.

Natürlich sollte man aber meinen dringend Rat beachten und keinesfalls eine so umgebaute CO2-Wegwerf-Kartusche mit CO2, Preßluft oder sonstwie befüllen sondern sich, wenn überhaupt, mit dem Bastelglück des erfolgreichen Umbaus zufriedengeben.

Risiken und Nebenwirkungen

Über das Für und Wider, die Vorteile, Nachteile und Risiken braucht man nicht zu diskutieren: Wer wiederbefüllbare 12g-CO2-Einweg- und Wegwerf-Kartuschen verwenden will, der hat seine Gründe, und wer dies nicht möchte, kann weiterhin gefüllte Einweg-Kartuschen kaufen.
Immerhin ist dies keine ganz neue Erfindung: Schon früher gab es industriell hergestellte wiederbefüllbare CO2-Kapseln .

Für diejenigen, die es wenigstens gerne einmal ausprobieren möchten, die der bastelsportliche Ehrgeiz packt oder die eine wiederbefüllbare Kartusche nur mit Luft befüllen wollen, um ohne Verschwendung von CO2 und CO2-Kartuschen Tests und Versuche durchführen zu können, habe ich aus meiner eigenen Bastelerfahrung einige möglicherweise hilfreiche Anmerkungen und Hinweise zu diesem Umbau zusammengefaßt. Denn leider ist der Umbau nicht ganz so trivial wie es den Anschein hat und man läuft in Gefahr, einige unerfreuliche Überraschungen zu erleben.

Gleichwohl übernehme ich keinerlei Verantwortung oder Haftung: Sowohl diese Bastelei wie auch die Benutzung der so umgebauten CO2-Wegwerf-Kartuschen, gar der Bau irgendeiner Befüllungsapparatur und/oder deren Benutzung und ähnlichen Maßnahmen, von denen ich insgesamt natürlich gänzlich und dringend abraten muß, erfolgt allein und ausschließlich auf eigene Gefahr und eigenes Risiko und sollte, sofern überhaupt, nur durch sach- und fachkundige Personen, die genau wissen, was sie tun und was sie tun dürfen, erfolgen: Mit unter einem Druck von 60 bar und mehr stehenden Behältern ist nicht zu spaßen, insbesondere wenn es sich um CO2 handelt, das insbesondere bei Überfüllung schon bei geringfügigen Temperaturänderungen zu einem 60 bar weit übersteigenden Druck führen kann. Daher darf in die Kartuschen niemals mehr als 12 g, eher weniger, CO2 gefüllt werden und die Kartuschen sollten nicht gelagert sondern sofort benutzt werden - sofern man sich Umbau und Benutzung schon nicht verkneifen kann und meinen Rat, Wegwerf-Kartuschen nicht umzubauen und so umgebaute Wegwerf-Kartuschen niemals zu benutzen, nicht befolgt. Die Kartuschen besitzen keine Berstscheibe und jedenfalls meine Umbauten haben auch eine testweise Preßluftfüllung mit einem Druck von 250 bar ausgehalten, so daß man sich nicht darauf verlassen kann, daß sie oder die Ventile bei "zu" hohem Druck und vor dem Bersten in irgendeiner Form undicht werden und das CO2 harmlos und unschädlich abblasen.

Das Grundproblem bei dem von Steve beschriebenen Ansatz des Umbaus besteht darin, daß der Ventilkörper der PKW-Reifenventile eigentlich zu dick für den Kartuschenhals ist. Im vorderen Bereich beträgt der Außendurchmesser des Kartuschenhalses keine 7,5 mm und darf auch nicht dicker sein bzw. werden, damit er weiterhin in die Einlaßventile für die 12g-Kartuschen der Kartuschen-Anwendungen paßt, die typischerweise für genau diesen Durchmesser ausgelegt sind. Es liegt auf der Hand, daß bei einem Außendurchmesser von nur 7,5 mm ein Innengewinde M7 - auch als Feingewinde - nur sehr problematisch zu schneiden ist und jede Abweichung von der exakten Zentierung - die infolge der wenig exakten Fertigung der Kartuschen regelmäßig nicht zu vermeiden ist - im Bereich des Kartuschenhalses zu suboptimalen Gewinden führt. Hinzu kommt, daß die nach dem Aufbohren nur noch sehr dünne Außenwand des Kartuschenhalses durch das Gewindeschneiden geweitet wird. Behält man den Außendurchmesser mit einer übergeschobenen "Lehre" auf den maximalen 7,5 mm, so führt dies beim Gewindeschneiden meist zu einigen Materialdurchbrüchen.

Andererseits läßt aber sich aufgrund des für den Ventilkern erforderlichen Vg5-Innengewindes auf den Ventilkörper auch kein kleineres Gewinde schneiden: Bei M7 beträgt die Gewindetiefe nahezu 1 mm, so daß zwischen dem Vg5-Innengewinde und dem M7-Außengewinde kaum noch "Fleisch" ist. Sogar das M7-Gewinde ist also eigentlich zu klein und selbst mit dem von Steve empfohlenen Feingewinde M7x0,75 stellt man häufig genug fest, daß dies im Bereich des Vg5-Innengewindes oder im vorderen, gewindefreien Innenbereichs des Ventilkörpers, dessen lichte Weite wenigstens 5,5 mm beträgt, zu Durchbrüchen oder gar Reißen des Materials führt. Selbst wenn man die Ventilkörper nicht einklebt sondern einlötet ist das Ergebnis häufig nicht überzeugend und erfordert vor allem am Rand, der ja sowohl beim Befüllen als auch bei der Benutzung sehr fest auf den Dichtungen aufliegt, erhebliche und knifflige Nacharbeiten.

Ungeachtet meines grundsätzlichen Rats, weder Ventile noch Wegwerf-Kartuschen umzubauen oder zu befüllen und/oder zu benutzen, erscheint mir der von Steve beschriebene Umbau aus den erläuterten Gründen besonders zweifelhaft und bedenklich.

Der Ventilkörper

Die beste Lösung ist, die Wegwerf-Kartuschen überhaupt nicht umzubauen. Die zweitbeste Lösung wäre natürlich der Einbau von kleineren Ventilen. Leider sind mir keine solchen bekannt. Nach einigen Experimenten habe ich mich daher auf anderweitige Anregung zu der Variation entschieden, daß ich den Kartuschenhals um 7 mm (=> Restlänge der Kartusche 76 mm) absäge - das Maß von 7 mm ergibt sich daraus, daß das M8-ähnliche Ventilkappenaußengewinde im vorderen Teil des Ventilkörpers in der Regel genau diese Länge besitzt. Dann läßt sich problemlos in die meist verbleibenden ca. 5 mm Innenmaterial des Halsstumpfs der Kartusche nach Aufbohren auf 6 mm ein normales M7-Gewinde schneiden. Zugleich bereitet es bei den Ventilkörpern keine sonderlichen Probleme, auf den hinteren Teil bis zum Beginn des Ventilkappengewindes - an dem Übergang muß i.d.R. über etwa 1 mm etwas Material abgedreht werden, da andernfalls beim Weiterschneiden des Gewindes in den Bereich des Ventilkappengewindes der Ventilkörper reißt - ein M7-Außengewinde zu schneiden. Nach Ablängen auf wenigstens 15 mm läßt sich der Ventilkörper problemlos in die Kartusche einkleben oder einlöten und es ergibt sich nicht nur ein sauberer vorderer Rand bei Beibehaltung der Standardlänge der Kartusche von 83 mm sondern auch ein brauchbares Außenwinde, das beim Befüllen - von dem ich ausdrücklich abrate - gute Dienste leistet: Denn so läßt sich die selbst ebenfalls auf eigene Gefahr und eigenes Risiko gebaute Befüllstation durch Verwendung einer mit Innendichtung versehenen Ventilkappe aus Messing zum einfachen Einschrauben der Kartusche gestalten - für den Fall, daß entgegen meines ausdrücklichen Rats diese Einwegkartuschen nicht nur umgebaut sondern sogar in Betrieb genommen und gefüllt werden sollen.

Ich ziehe es aus verschiedenen Gründen vor, die Ventilkörper in die Kartusche einzulöten. Infolge des hineingeschnittenen Gewindes ist Hartlöten möglicherweise nicht unbedingt erforderlich und unter Umständen kann Weichlöten ausreichen, was kaum Probleme bereiten wird. Allerdings sollte zuvor das Gewinde im Stumpf des Kartuschenhals sorgfältig verzinnt werden und auch das M7-Gewinde des Ventilkörpers im oberen Bereich, ohne aber das anschließende Ventilkappengewinde dabei zu beeinträchtigen. Hauchdünnes Vorverzinnen des Gewindes ist hilfreich; alternativ sollte korrosionsfreies Flußmittel verwendet werden. Das oben erwähnte Abdrehen des Übergangs vom neu geschnittenen M7-Gewinde im unteren Teil des Ventilkörpers zum M8-ähnlichen Ventilaußengewinde ermöglicht es, zusätzlich eine Art Dichtungsnaht aus Lötzinn zu legen. Das ist hier eine kritische Stelle, denn der Ventilkörper muß absolut dicht und fest mit der Kartusche verbunden werden - es sei denn, man sieht entsprechend meiner dringenden Empfehlung davon ab, sie nach dem Umbau auch in Betrieb zu nehmen. Beim Einlöten ist auf exakte Ausrichtung des Ventilkörpers zu achten; ein Brenner leistet hier gute Dienste zur gleichmäßigen Erwärmung des Kartuschenhalses nebst Ventilgehäuse.

Ist Hartlöten möglich, so steht natürlich auch der Weg offen, es ebenfalls in eigener Verantwortung beim Aufbohren des Kartuschenhalses und Abdrehen des Ventilkörpers auf 7 mm zu belassen und den Ventilkörper nach Ablängen auf mindestens 15 mm bündig in den Kartuschenhals einzulöten. Fachleute meinen, daß dies bei einem Druck von 60 bar ausreichen würde. Ich selbst vermag auch dies nicht zu beurteilen und rate daher von jedem Umbau der Einweg-Kartuschen und insbesondere deren Inbetriebnahme ausdrücklich ab.

Dies abschließend noch einmal der ausdrückliche Rat, Wegwerf-Kartuschen nicht auf diese Weise umzubauen und keinesfalls derart umgebaute Wegwerf-Kartuschen zu befüllen und/oder zu benutzen.

Der Ventilkern

Der ursprüngliche Umbau

Ein weiteres, sehr facettenreiches Problem sind die Ventilkerne. Zum einen funktioniert das von Steve beschriebene Ersetzen der originalen Dichtung durch einen kleinen O-Ring nur mit einem bestimmten, nach meinen Erfahrungen aber nur wenig verbreiteten Ventilkern. Zum anderen arbeitet nicht jede geänderte Kartusche bzw. jeder Ventilkern mit jeder Kartuschen-Anwendung zusammen. Denn bei den originalen Wegwerf-Kartuschen wird lediglich deren Stahlversiegelung durch den Anstechdorn der Kartuschen-Anwendung durchstochen. Beim Ersetzen der Stahlversiegelung durch ein einfaches Ventil müssen Ventilöffnungs- und Ventilstösselhub mit dem Anstechdorn einigermaßen harmornieren, denn zum einen fehlt hier die gewisse Abdichtungsfunktion des Anstechdorns in der Stahlversiegelung, zum anderen muß der Anstechdorn den Ventilstössel ohne Behinderung vollständig hineindrücken können. Außerdem kann die Vorderfläche der vorderen Verdickung des Stössels die Öffnung des Anstechdorns so "gut" abdecken/abdichten, daß nicht genügend CO2 zum Druckausgleich in diesen eintreten kann. Dies führt bei den Kartuschen-Applikationen, die so konstruiert sind, daß sie bei zu geringem Druck - also normalerweise nahezu leeren Kartuschen - den Restdruck abblasen, zu dem Phänomen, daß die volle Kartusche bereits mit dem Einsetzen auf diese Weise geleert wird.

Diese von Steve als besonders gut geeignet erkannte Ausführung der Ventilkerne habe ich in den eingesammelten Abfällen kaum entdecken können, obwohl sie im Handel durchaus angeboten werden. Es handelt sich um die hier mit Typ 1 bezeichnete Ausführung, die im allgemeinen als "extra kurzer" Ventileinsatz beschrieben wird. Dieser Typ ist auch nach meinen Erfahrungen von den gängigen Modellen der einzige, der sich auf diese Weise zuverlässig umbauen läßt. Man erkennt ihn an dem etwas dickeren und/oder größeren Ende des Ventilstössels, alternativ an dem zweiteiligen Aufbau des Gehäuses, bei dem der obere und mit dem Vg5-Gewinde versehene Teil flexibel mit dem unteren und die Ventildichtung enthaltenen Teil verbunden ist, und/oder an der zylinderförmigen Verdickung des Stössels an dem vorderen Ende des Dichtungssitzes. Außerdem ist der Dichtungssitz recht schmal und ein O-Ring mit 1,3 bis 1,5mm Schnurdicke paßt gerade so hinein. Dagegen sind insbesondere die weit verbreiteten Typen 2 und 3, deren spezifisches Merkmal darin besteht, daß die Dichtung ausschließlich in Bewegungsrichtung wirkt und nicht wie bei Typ 1 originär vorwiegend seitlich, für diesen einfachen Umbau völlig ungeeignet, und zwar die Typen 2 schon aufgrund ihrer Konstruktion mit innenliegender Schließfeder, die man ohne weitergehende und aufwendigere Umbauten nicht entfernen kann, und der Typ 3 darüber hinaus wegen der Unmöglichkeit, ohne weitergehenden Umbau die Dichtung durch einen O-Ring als belastbareres Material zu ersetzen.

Es gibt auch ähnliche Ausführungen wie Typ 1, hier bezeichnet als Typ 4. Auch diese Ausführung wird als "extra kurz" bezeichnet und scheint auf den ersten Blick identisch mit Typ 1 zu sein. Die Abschlußplatte des Stössels ist aber dünner und etwas kleiner, der Ventilsitz ist recht lang und wird durch ein nur ca. 2 mm durchmeßendes Ende ohne ausgeprägt zylinderförmige Verdickung des Stössels begrenzt und das Gehäuse ist einteilig. Dieser Typ 4 ist nicht sonderlich geeignet, weil der als Ersatz eingefügte O-Ring in dem eher handelsüblichen Format von etwa 1x1,3 mm dazu neigt, beim Öffnen von seinem Sitz in das Ventil zu rutschen. Möglicherweise ist dies bei O-Ringen mit einem kleineren Innendurchmesser nicht der Fall; O-Ringe der Größe etwa 0,75x1,3 mm sind mir aber nicht zugänglich und O-Ringe von 0,75x1 mm sind ingesamt zu klein und verklemmen sich im Inneren des Ventilkerns.

Als Kreuzung zwischen den Typen 2 und 4 erscheint Typ 5, der nach meinen Erfahrungen besser als Typ 4 zum Umbau geeignet ist, da die vordere Begrenzung des Dichtungssitzes einen Durchmesser von ca. 2,2 mm besitzt. Daher kommt das Rutschen des O-Rings in das Ventil nur mit den weichen Brocock-O-Ringen vor; als Abhilfe genügt es, davor einen kleinen O-Ring 0,75x1 mm zu setzen. Mit O-Ringen von ca. 1x1,3 mm und einer Härte von 70 tritt dieses Phänomen nicht auf.

Vorsorglich weise ich auch hier darauf hin, daß man unbedingt davon absehen sollte, Ventile oder Wegwerf-Kartuschen umzubauen, wiederzubefüllen und/oder zu benutzen.

Alternative Dichtungen

Für die von Steve verwendeten Brocock-O-Ringe habe ich keine allgemein zugängliche Bezugsquelle mit akzeptablen Preisen gefunden. Grundsätzlich kann aber auch jeder O-Ring mit einem Innendurchmesser von maximal 1 mm und einer Schnurdicke von 1,2 bis 1,3mm, evtl. auch bis 1,5 mm, verwendet werden; glücklicheweise bieten einige Hersteller O-Ringe auch dieser Größen an. Die Ventilkern-Typen 1 und 5 funktionieren mit O-Ringen des Formats von ca. 1x1,3 mm und einer Härte von 70 zuverlässig. Bei Typ 4 rutscht der O-Ring aber zu häufig über den vorderen Anschlag ins Innere des Ventilkerns. Zu interessanten Ergebnissen kann auch das Experimentieren mit anderen Materialien führen. So habe ich erstaunlich gute Erfahrungen mit schlichter Isolierung von Starkstromkabeln gemacht: Die Isolierung von Kupferdraht mit einem Durchmesser von ca. 1,3 mm funktioniert als Dichtungsersatz beim Ventilkern Typ 4 problemlos: Ich habe ihn mit etwas Überlänge auf den Dichtungssitz geschoben und mit einem Skalpell eingepaßt. Er paßt sich der Form des Ventilinneren an und dichtet auch bei 100 bar und normalen Temperaturen problemlos.

Die von Steve beschriebene Methode des Anbringen des O-Rings von hinten funktioniert aber nur mit O-Ringen aus weichem Material. O-Ringe aus härterem Material, das bei einigen Ventiltypen besser geeignet ist, zerreissen hierbei. Für deren Montage wie auch der Montage etwa der Kabelisolierung muß der Durchmesser des Ventilstösselkopfs, also der Verdickung an der Spitze des Ventilstössels, so weit reduziert werden, daß sich der Stössel nach hinten aus dem Ventilkern herausnehmen läßt; dann kann der O-Ring problemlos von vorne aufschoben werden. Hierzu ist die vordere Verdickung des Stössels abzutrennen oder dünner zu feilen. Nach dem Anbringen des O-Rings wird der Stössel wieder durch den Ventilkern geschoben an die Spitze ein ca. 2 x 2 mm großes Stück Messingblech o.ä. gelötet, das danach sinnvollerweise rund gefeilt wird. Alternativ kann auf den Stössel, dessen Durchmesser ca. 1,2 mm beträgt, ein kurzes Stück dünnes Messingsrohr mit passendem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser von ca. 2 - 2,5 mm aufgeschlagen und verlötet werden - wenn es über den Stössel übersteht sollte vorne ein Messingplättchen aufgelötet werden. Der Hub des Stössels sollte dabei so wenig wie möglich verringert werden, denn bei manchen Kartuschen-Anwendungen ist der Anstechdorn des Ventils so lang, daß der Stössel einen Hub von 2,5 bis 3 mm haben muß. Auch sollte der Durchmesser des Kopfs des Stössels nicht zu groß und seine Vorderfläche nicht zu eben sein. Denn dann besteht die Gefahr, daß die Oberfläche des Stösselkopfs die Öffnung des Anstechdorns beim "Anstechen" so "gut" abdeckt/abdichtet, daß in diesem Moment nicht genügend CO2 zum Druckausgleich in diesen eintreten kann. Dies führt bei den Kartuschen-Anwendungen, die so konstruiert sind, daß sie bei zu geringem Druck - also normalerweise nahezu leeren Kartuschen - den Restdruck abblasen, zu dem Phänomen, daß die volle Kartusche mit dem Einsetzen auf diese Weise geleert wird. In dem Fall sollte die Vorderfläche der Verdickung etwas abgeschrägt werden.

Die erforderliche Länge des Ventilstössels einschließlich dessen Kopfes richtet sich sowohl nach der konkreten Kartuschen-Anwendung, insbesondere auch der Länge deren Anstechdorns, als auch nach dem verwendeten Dichtungsersatz. Denn je nach Konstruktion des Ventilkerns und dem verwendeten Dichtungsmaterial ist der für die Öffnung des Ventils erforderliche Hub unterschiedlich: Nach meinen keineswegs umfassenden Beobachtungen kann er von etwa 0,1 mm bis nahezu 1 mm reichen. Wenn der Anstechdorn der Kartuschen-Anwendung beispielsweise 2,5 mm lang ist, dann liegt auf der Hand, daß dies nicht mit einem Ventileinsatz harmoniert, dessen Öffnungshub nur 0,1 mm beträgt und dessen Stössel mit dem Rand des Kartuschenhals endet: Denn hier würde vom ersten Öffnen des Ventils bis zum Anschlag des Kartuschenhalses auf der Dichtung sehr viel CO2 entweichen, ohne daß - wie beim Durchstechen der Stahlversiegelung der originalen Wegwerf-Kartusche - der Anstechdorn irgendwie abdichten würde. Sinnvollerweise wird in diesem Fall - falls möglich - eine Ventil-/Dichtungskonstruktion mit einem Öffnungshub von wenigstens 2 mm verwendet oder der Ventilstössel so weit gekürzt, daß er im geschlossenen Zustand, also bei etwa 60 bar Innendruck, etwa 1 bis 2 mm unter dem Rand des Kartuschenhalses endet. Freilich muß dann noch wenigstens 1 mm Hub vorhanden sein, denn der Stössel muß insgesamt mindestens so weit in das Ventil hineingedrückt werden können, wie der Anstechdorn bei dichtend eingelegter Kartusche in den Kartuschenhals reicht. Je nach Konstruktion der Kartuschen-Anwendung muß dieser sich durch Zurückversetzen des Ventilstössels ergebene "kürzere" Anschlag beim Einlegen der Kartusche berücksichtigt werden, um nicht die Dichtung durch zu starken Andruck des Kartuschenhalses zu beschädigen.
Hieraus folgt, daß nicht erwartet werden kann, daß jedes Ventil bzw. jede umgebaute Kartusche mit jeder Kartuschen-Anwendung harmoniert und funktioniert, so daß damit gerechnet werden muß, für bestimmte Anwendungen nur dafür geeignete Kartuschen herstellen und verwenden zu müssen - wobei ich erneut dringend rate, die so umgebaute Einweg-Kartusche keinesfalls zu füllen und zu benutzen.

Nach meinen Erfahrungen kann der Ventilstössel mit Hilfe unterschiedlich dicker Messing- oder Stahlplättchen und ggfs. auch eines kurzen Stücks des Messingröhrchens beliebig verlängert werden, solange darauf geachtet wird, daß der Hub des Ventilstössels nicht zu kurz wird, so daß der Anstechdorn ungehindert in den Kartuschenhals eindringen kann. Es sollte aber berücksichtigen werden, daß sich unter Druck der Stössel je nach verwendetem Dichtungsmaterial noch ca. 0,2 mm bis 1 mm nach außen bewegt. Aus leidvoller Erfahrung warne ich davor, bei Tests den Ventilstössel ohne Kopf, also ohne Plättchen bzw. Verdickung an seinem vorderen Ende, zu verwenden, denn ohne den Stösselkopf rutscht der Stössel unweigerlich in die Kartusche und ist, da der Ventilkörper innen, beim Übergang des Kartuschenkorpus in den Kartuschenhals, mehr oder minder übersteht, praktisch nicht mehr herauszuholen. Gelernt habe ich auch, beim wie auch immer gearteten Auflöten und Gestalten des Stösselkopfes darauf zu achten, daß der Übergang von Stössel zum Stösselkopf einen möglichst rechtwinkeligen Absatz aufweist. Denn beim Befüllen der leeren Kartusche wird der Stössel im ersten Moment mit 60 bar beaufschlagt, wodurch sein Kopf (die vordere Verdickung) gegen den brückenähnlichen oberen Teil des Ventileinsatzes gepreßt wird. Vergrößert sich der Durchmesser des Stössels beim Übergang zu seinem Kopf nur allmählich, so kann er sich in der Öffnung des Körpers des Ventileinsatzes so verkeilen, daß sich das Ventil nicht mehr schließt.

Die hier zur Benutzung alternativer Dichtungen beschriebene Methode, das Ventil zu zerlegen und hierzu den Ventilstösselkopf zu entfernen, hat natürlich den Nachteil, daß der danach neu angebrachte Stösselkopf bei weitem nicht die Belastbarkeit des originalen Stösselkopfs besitzt. Dies gilt zumindest, wenn man wie ich nur weichlöten kann. Dieser Nachteil wirkt sich auf jeden Fall dann aus, wenn die umgebaute Wegwerf-Kartusche mit einem so geänderten Ventileinsatz trotz vorhandener Restfüllung wiederbefüllt werden soll. Allerdings kann auch beim Befüllen leerer Kartuschen die momentane Belastung beim Beaufschlagen mit den 60 bar der CO2-Flasche für den aufgelöteten Stösselkopf zu groß sein.

An dieser Stelle möchte ich nicht nur noch einmal dringend raten, Wegwerf-Kartuschen weder umzubauen noch gar zu befüllen und/oder zu benutzen, sondern auch, sie wenn gegen meinen Rat befüllt nicht in der Hand zu halten und mit ihrer Ventilseite keinesfalls auf Menschen, Tiere oder wertvolle Gegenstände zu richten. Die Kartusche könnte explodieren und/oder der Ventilkörper, Ventileinsatz oder Ventilstössel könnten einem Geschoß gleich aus der Kartusche gepreßt und geschleudert, gleichsam geschossen, werden und schwerste Verletzungen und/oder Schäden verursachen.

Andere PKW-Ventilkerne

Besteht Bereitschaft und Lust zu etwas mehr Bastelarbeit, freilich entsprechend meines Rats ohne das Ergebnis der Bastelarbeit danach auch zu benutzen, lassen sich nach meinen Erfahrungen auch die Ventilkern-Typen 2 verwenden. Bei näherer Betrachtung wird erkennbar, daß dieser Typ aus zwei unterschiedlichen Modellen besteht. Variante a besitzt ein einteiliges Gehäuse und die Auflagefläche des unteren Teils auf der Ventildichtung ist sehr schmal. Bei Variante b ist der das Vg5-Gewinde tragende obere Teil wie beim Typ 1 mit dem unteren Teil des Gehäuses flexibel befestigt und die Auflagefläche des unteren Teils auf der Ventildichtung ist nicht nur etwas größer sondern sitzt auch mit etwas weniger Spiel auf dem Dorn, der die Dichtung hält - dieser geringe Unterschied ist entscheidend. Denn Variante b läßt sich relativ einfach zu einem funktionierenden Ventilkern umbauen, bei Variante a muß ein wesentlich größerer Aufwand betrieben werden.

Der wesentliche Umbau bei beiden Varianten besteht in dem Entfernen der Schließfeder. Hierzu wird zunächst das Gehäuse des Ventileinsatzes vorsichtig in der eingeschnürten Mitte, also zwischen dem Vg5-Gewinde und Ventilkerndichtung, umlaufend durchgesägt, ohne dabei den noch benötigten Ventilstössel selbst an- oder durchzusägen; natürlich läßt sich auch eine Mini-Bohrmaschine mit Trennscheibe verwenden. Bei Variante b ist dieser Teil des Gehäuses nur mit dem unteren Teil verbunden. Nach dem oben beschriebenen Abfeilen des Ventilstösselkopfs wird der obere Teil des Ventilkörpers abgezogen und am nunmehr freiliegenden Ventilstössel werden die Nasen bzw. der Ring erkennbar, durch die die Schließfeder gehalten wird. Diese werden vorsichtig abgefeilt, so daß sich die Feder nach vorne und der Ventilstössel nach hinten herausnehmen lassen - oder die Feder wird einfach mit einer Zange und brute force entfernt. Die Säge- und nunmehr Auflageflächen des hinteren und des vorderen Teils des Ventileinsatzes werden plan gefeilt. Nach ggfs. dem Ersetzen der Dichtung werden beide Teile auf den Ventilstössel "aufgefädelt" und dieser wird vorne wie oben beschrieben mit der erforderlichen Verdickung versehen. Die bei Variante b ursprüngliche flexible Verbindung zwischen beiden Teilen des Ventilkerns ist nicht (mehr) erforderlich, denn der vordere Teil mit dem Vg5-Gewinde drückt den hinteren Teil des Ventilköpers mit der umlaufenden Dichtung, in dem auch die eigentliche Ventildichtung des Ventilkerns sitzt, in die Passung des Ventilkörpers. Da diese eigentliche Ventildichtung nicht seitlich wirkt sondern nur durch Aufliegen auf den hinteren Rand des Ventilkerngehäuses, ist hier der Ventilöffnungshub sehr gering, nach meinen Beobachtungen im Bereich von nur 0,1 mm bis 0,2 mm. Dieser Umbau läßt sich ungeachtet der kompliziert klingenden Beschreibung in wenigen Minuten durchführen.

Keinesfalls nachzuahmende Versuche haben ergeben, daß Variante a des Ventiltyps 2 nicht ohne weiteres geeignet ist. Wie beschrieben ist die Auflagefläche auf der Ventildichtung zu klein und das Spiel um den Dorn der Ventildichtung so groß, so daß sich beim Schließen des Ventils unter Druck die Dichtung von dem Sitz löst und das Schliessen des Ventils verhindert. Anders dagegen bei Variante b des Ventilkerntyps 2: Hier ist die Auflagefläche größer und das Spiel geringer; auch scheint das originale Dichtungsmaterial härter zu sein. Auch bei 100 bar Preßluft und wiederholtem Einlegen und Entnehmen der Kartusche, also Öffnen und Schliessen des Ventils, ist keine Funktionsstörung aufgetreten. Mit CO2 ist diese Dichtung allerdings auch nicht gut zurecht gekommen: Beim Entnehmen der noch gefüllten Kartusche aus der Kartuschen-Anwendung löst sich die Dichtung - möglicherweise wegen der dabei auftretenden erheblichen Abkühlung - häufig aus ihrem Sitz.

Da es sich aber letztlich doch nur um ein Ventil handelt, das für einen Arbeitsdruck von höchstens 5 bar vorgesehen ist, steht zu befürchten, daß auch ohne Entnahme der gefüllten Kartusche auf Dauer das Dichtungsmaterial versagen wird. Wird bei herausgenommenen Ventilstössel das recht weiche Dichtungsmaterial aus dem Dichtungssitz vorsichtig und mit Gefühl entfernt, kann ein ausreichend kleiner O-Ring hineingedrückt werden. Ich habe O-Ringe im Format 0,75x1 mm und 1,5x1 mm ausprobiert und mit beiden Größen hat das Ventil des Typs 2 b einwandfrei funktioniert, wenngleich auch der O-Ring 1,5x1 mm die Tendenz aufwies, sich bei schlagartiger Entleerung der mit CO2 gefüllten Wegwerf-Kartusche aus dem Sitz zu lösen. Typ 2 a dagegen hat auch mit O-Ringen als Dichtung versagt. Zwar blieb der O-Ring an seinem Platz; aber infolge auch des zu großen Spiels hat sich die zu schmale Auflagefläche - Gehäusewand - einseitig zwischen O-Ring und Rand des Dichtungssitzes gedrückt. Dies läßt sich verhindern, indem der untere, konisch zulaufende Bereich abgesägt und ein vom Innendurchmesser und Dicke her passendes Stück Messingrohr - oder einen Teil von einer passenden Niet - einlötet wird, so daß Auflagefläche und Spiel nunmehr der Variante b entsprechen. Nach dieser Änderung funktioniert auch Variante a ohne Probleme.

Allerding sollte man, wie mehrfach erwähnt, unbedingt davon absehen, ein Ventil oder eine Wegwerf-Kartusche umzubauen oder eine so umgebaute Wegwerf-Kartusche zu füllen und/oder benutzen.

Alternative Ventilkerne

Erfahrungsgemäß ist die Beschaffung von geeigneten alternativen O-Ringen dieser sehr geringen Größe - erst recht in den benötigten kleinen Stückzahlen - problematisch. Führen auch die Versuche mit alternativen Dichtungsmaterialien nicht zu befriedigenden Ergebnissen, traut man diesen Ersatzdichtungen nicht oder hat man zu diesen Experimenten keine Lust, so kann bzw. muß man sich um andere Ventileinsätze bemühen. Dies gilt insbesondere, wenn man diesen für geringe Drücke konstruierten PKW-Ventilkernen nicht zutraut, auf Dauer auch den wenigstens rund 60bar, die in einem CO2-Behälter herrschen, zu widerstehen, zumal es sich nicht um einen statischen Betrieb handelt sondern das Ventil unter diesem Druck geöffnet und geschlossen wird, oder vernünftigerweise hier kein zusätzliches Risiko eingehen möchte. Allerdings möchte ich auch hier darauf hinweisen, daß es natürlich am vernünftigsten ist, von dem Umbau einer Wegwerf-Kartusche und/oder Ventils und/oder deren Benutzung von vorneherein Abstand zu nehmen.

Mit etwas kreativer Bastelei können aus größeren Ventileinsätzen mit Vg6-Gewinde, die für höhere Drücke vorgesehen sind und einen vertrauenserweckend dimensionierten Dichtungsbereich aufweisen, nach meiner Erfahrung recht gut funktionierende Ventileinsätze hergestellt werden. Hierzu werden bei diesen der Stössel und der hintere Teil des Gehäuses entnommen und diese Teile mit dem vorderen Teil der oben als Typ 2 bezeichneten Vg5-Ventilkerne kombiniert. Zwangsläufig mußte ich hierzu die Köpfe (die vorderen Verdickungen) der Ventilstössel abfeilen, beim Vg6-Ventil den Ventilstössel entnehmen und die Ventileinsatzgehäuse in der Mitte, an der flexiblen Verbindung, durchsägen. Den Vg5-Ventilkern mußte ich an der Einschnürung durchsägen, um dessen oberen Teil abziehen zu können, und diesen sowie den hinteren Teil des Vg6-Ventileinsatzes plan feilen. Die umlaufende Dichtung des hinteren Teils des Vg6-Ventilkerns ist nicht für den Dichtungssitz der Vg5-Ventilkörper bestimmt und ihr Durchmesser daher wenige Zehntel Millimeter zu groß. Zwar läßt sich das fertige Konstrukt gleichwohl und trotz "Hakelns" dichtend eindrehen. Dadurch sitzt der Ventilkern aber recht weit oben, was mit entsprechenden langen Anstechdornen zu Problem führen kann. Ich habe mir damit beholfen, die umlaufende Dichtung im oberen Bereich sowie den sich dort anschließenden umlaufenden Anschlag auf die erforderlichen ca. 4,4 mm abzudrehen. Dadurch paßt auch dieser Bereich des Ventilkerns perfekt in den Vg5-Ventilkörper. Wie bei den oben beschriebenen Ventilumbauten beschrieben konnte ich beide Teile dann auf den Ventilstössel "auffädeln" und diesen vorne mit der erforderlichen Verdickung versehen. Die ursprüngliche flexible Verbindung zwischen beiden Teilen des Ventilkerns war auch hier nicht erforderlich, denn der vordere Teil mit dem Gewinde drückt den hinteren Teil mit der Dichtung, in dem auch die eigentliche Ventildichtung sitzt, in die Passung des Ventilkörpers. Entsprechende Vg6-Ventile habe ich von der Fa. Alligator-Ventilfabrik unter der Artikel-Nr.39.0685 erhalten können. Wie sich aus der Fotografie ergibt, ähnelt deren Dichtung der von den als Typen 2 und 3 bezeichneten Autoventilen. Da auch hier diese Dichtung nicht seitlich wirkt sondern nur durch Aufliegen auf den - wesentlich breiteren - hinteren Rand des Ventilkerns, ist der Ventilöffnungshub extrem gering, im Bereich von nur 0,1 bis 0,2 mm.

Von der oben erwähnten Fa. Alligator Ventilfabrik habe ich auch einen hinsichtlich der Ventildichtung ähnlichen, von der Bauform aber Typ 2 b der PKW-Ventile entsprechenden Vg5-Ventilkern mit innenliegender und recht starker Schließfeder erhalten, der für höhere Drücke geeignet sei. Er trägt die Art.Nr. 31.9400 und läßt sich gemäß der zum Umbau des Ventileinsatzes Typ 2 beschriebenen Vorgehensweise zu einer Ausführung ohne Schließfeder umbauen. Ein Austausch der Dichtung ist nach meiner Erfahrung nicht erforderlich. Zwar ist hier die Auflagefläche des hinteren Teils auf der Ventildichtung deutlich schmaler als beim Vg6-Ventil und anscheinend auch schmaler als beim Ventiltyp 2 b; das Dichtungsmaterial erwies sich aber ausreichend fest für den Druck von 60 bar und das Spiel ist sehr erfreulich gering.

Wer auf diese Bastelei keine Lust hat oder kein Ventil mit diesem sehr geringen Öffnungshub benötigt, kann auf den Klima- und Kältebereich ausweichen. Denn erfreulicherweise wird dort mit sehr ähnlichen Vg5-Ventileinsätzen gearbeitet, die nicht nur vom Gewinde und von der Bauform her passen sondern auch für einen Arbeitsdruck von mindestens 30 bar ausgelegt sind - manche sogar für 60 bar. Nach meiner Erfahrung arbeiten aber auch für 30 bar vorgesehene Ventileinsätze (die allerdings durchweg Konstruktionen mit innenliegender Feder sind, auf die ich weiter unten eingehe) mit den 60 bar, wie sie in CO2-Behältern üblich sind, problemlos, auch wenn ich dringend dazu rate, dies nicht durch Befüllen der umgebauten Einweg-Kartuschen auszuprobieren. Ohne die zu Ventiltyp 2 b beschriebenene Umbauten vorzunehmen sind aber auch hier nur Ventilkerne mit außenliegender Schließfeder geeignet, da diese entfernt werden muß. Als besonders geeignet hat sich dabei der dem oben als Typ 1 bezeichneten Autoventil sehr ähnliche und für 60 bar vorgesehene Ventilkern "Ventil 1/4" M, R134a, 60 bar, 83959/A1", den ich von der Fa. Kellermann Klima GbR erhalten konnte, erwiesen. Infolge der vergleichweise recht großen Auflagefläche des Ventilstösselskopfs und der guter Führung des Stössels im Ventileinsatz deckt/dichtet aber jedenfalls das getestete Exemplar die Öffnung des Anstechdorns zu sehr ab, so daß ich die Oberfläche des Kopfs etwas abschrägen mußte. Vollständig eingedreht und unter Druck stehend endet der Ventilstössel etwa 0,5 mm unter dem Rand des Kartuschenhalses, was zusammen mit dem Öffnungshub von ca. 0,8mm mit der Mehrzahl der von mir getesteten Kartuschen-Anwendungen funktionierte und keine Anpassung seiner Länge erforderte.

Noch einmal muß ich aber dringend davon abraten, Ventile und/oder Wegwerf-Kartuschen auf diese Weise umzubauen oder eine so umgebaute Wegwerf-Kartusche zu füllen und/oder benutzen.

Restgefüllte Kartuschen

Ich habe oben bereits einen wesentlichen Nachteil des oben beschriebenen Zerlegens des Ventils angesprochen:
Das Zerlegen des Ventils unter Abfeilen oder Abtrennen des Stösselkopfes, also der vorderen Verdickung des Stösselschafts, hat zur Folge, daß nur völlig entleerte Kartuschen wiederbefüllt werden können. Denn wenn eine nur restentleerte Kartusche wiederbefüllt und zu diesem Zweck zur erforderlichen Reduzierung des Innendrucks zunächst gekühlt wird, wird beim Befüllen der durch den auch dann noch vorhandenen Innendruck noch geschlossene Ventilstössel durch den plötzlich auf ihn einwirkenden Druck des einströmenden CO2 von einigen zehn bar derart kraftvoll in die Öffnungsposition und damit der Stösselkopf auf den Anschlag gepreßt, daß die Lötverbindung zwischen Schaft und Kopf bricht und der Stössel ins Innere der Kartusche geschleudert wird - mit der überdies unschönen Folge, den Ventilstössel aus der Kartusche fischen zu müssen, was nicht immer gelingt und durch die einzig mögliche "Schüttelmethode" auch schon einmal Stunden dauern kann.
Zwar tritt dieses Problem in der Regel nicht auf, wenn die Kartusche völlig entleert und das Ventil daher bereits offen ist. Allerdings muß man dazu die Kartusche über die Anwendung oder manuell leeren. Denn entgegen einer weit verbreiteten Annahme ist die Kartusche nicht bereits dann leer, wenn die Anwendung nicht mehr funktioniert - der Druck läßt nämlich nicht erst dann nach, wenn die Kartusche weitestgehend leer ist, sondern bereits bei einer durchaus nicht unerheblichen 25%igen Restfüllung:

Generell gilt, daß CO2-Behälter aus Sicherheitsgründen nur mit maximal etwa 0,75kg CO2 je Liter Volumen befüllt werden dürfen. Andernfalls - "randvoll" befüllt - würde jedes Grad Temperaturerhöhung zu einer drastischen Steigerung des Drucks führen, so daß schon bei moderaten Temperaturen ein Behälter zerplatzen kann und je nach Situation auch zerplatzen wird. Daher darf beim Befüllen von CO2-Behältern niemals die auf dem Behälter jeweils angegebene Füllmenge in Kilogramm oder Gramm überschritten werden.
Eine 12g-Kartusche besitzt ein Volumen von etwa 16 ccm = 16 ml. Daraus folgt die zulässige Füllmenge von etwa 12g. Bei 21° besitzt CO2 gasförmig eine Dichte von ca. 202 kg/m³ und flüssig von ca. 762 kg/m³. Der Druck beträgt hierbei etwa 58,5 bar. Bekanntlich bleibt der Druck in einem CO2-Behälter solange stabil, wie noch flüssiges CO2 vorhanden ist, das zur Aufrechterhaltung des Drucks in die Gasform wechseln kann. Erst wenn durch zunehmende Entleerung alles flüssige in gasförmiges CO2 umgewandelt wurde, führt die weitere Entnahme von gasförmigen CO2 zur Verringerung des Drucks - wie es auch bei einem z.B. nur mit Sauerstoff oder Atemluft unter Druck gefüllten Behälter der Fall ist. In diesem Moment, also gerade wenn der letzte Tropfen flüssiges CO2 umgewandelt wurde, besteht der gesamte Kartuscheninhalt von ca. 16 ml nur noch aus gasförmigen CO2 bei besagten ca. 58,5 bar. Dessen Dichte beträgt, wie erwähnt, etwa 202 kg/m³, so daß diese ca.16ml CO2-Gas bei 21° und einem Druck von ca. 58,5 bar etwa 3,2g wiegen.

Dies bedeutet also, daß schon nach Verbrauch von weniger als 3/4 des Kartuscheninhalts - oder allgemein von weniger als 3/4 der nominalen Füllmenge des betreffenden Behälters - der Druck bei weiterer Entnahme rapide abnehmen wird. Bei vielen Anwendungen ist dies aber absolut unerwünscht und nachteilig, so daß die Kartusche bereits dann und nicht erst, wenn sie tatsächlich leer ist oder die Funktion der Anwendung spürbar nachläßt, entnommen und wieder aufgefüllt werden müßte - wenn man meinen Rat, keinesfalls Ventile oder Wegwerf-Kartuschen umzubauen und/oder derart umgebaute Wegwerf-Kartuschen zu befüllen und/oder zu benutzen, mißachtet. Allerdings spürt man das Erreichen dieser Grenze regelmäßig erst nach weiterer Entnahme von CO2, wenn die Funktion der Anwendung infolge des Absinkens des Drucks nachläßt oder ganz ausfällt. Wie erläutert bedeutet dies aber nicht, daß die Kartusche nunmehr leer wäre, sondern nur, daß der Druck des nur noch gasförmig vorhandenen CO2 zu gering geworden ist.
Muß zum Nachfüllen der Wegwerf-Kartusche aber die noch vorhandene Restfüllung abgelassen werden, weil eine restbefüllte Kartusche wegen der erläuterten Gefahr, den Ventilkern zu beschädigen, nicht aufgefüllt werden kann, so wird letztlich mehr als 1/4 des CO2 verschwendet. Dies wird vor allem bei denen, die aus wirtschaftlichen Gründen und gegen meinen ausdrücklichen Rat Wegwerf-Kartuschen wiederbefüllen und nicht immer neu kaufen wollen, höchst unerwünscht sein.

Kartuschen mit einer Restfüllung können daher nur wiederbefüllt werden, wenn Ventile verwendet werden, deren Stösselkopf sich unverändert im originalen Zustand befindet. Dies reduziert die zur Verfügung stehende Auswahl leider erheblich, da Umbauten, die erfordern, daß hierbei der Stössel aus dem Ventilkörper entfernt wird, ausscheiden. Dies betrifft zum einen den Austausch von Dichtungen, zum anderen aber auch das Entfernen der Verschlußfeder beim Ventil Typ 2 b oder den oben erwähnten alternativen Ventilkernen, denn Ventile ohne Verschlußfeder benötigen zum Öffnen keinen zusätzlichen Druckunterschied und können auch nicht durch das ständige, durchaus erhebliche Pressen des Ventilstösselkopfs an den Anstechdorn der Kartuschen-Anwendung dessen Öffnung verschließen/verringern.
Erfreulicherweise läßt sich die innenliegende Feder des PKW-Ventilkern Typs 2 b - und ebenso bei den oben erwähnten Alligator-Vg5-Ventilkern Art.Nr. 31.9400 und dem Ventilkern aus dem Kältemittelbereich mit innenliegender Verschlußfeder - aber auch ohne Demontage des Ventilstössels entfernen: Nach wie beschrieben vorsichtigem Durchsägen der unteren Gehäusehälfte an der Stelle oberhalb der Dichtung, an der sich das Gehäuse verjüngt um die obere Gehäusehälfte mit dem Vg5-Gewinde aufzunehmen, läßt sich die obere Gehäusehälfte nach oben bis zum Anschlag an den Ventilstösselkopf schieben, so daß die Verschlußfeder frei liegt und zugänglich ist. Nach deren Durchtrennen konnte ich beide Federnhälften mit einer spitzen Zange und etwas Geduld entfernen. Meist hat es sich als nicht weiter schädlich erwiesen, wenn der untere, kürzere Teil der Feder in der Ventilkernhülse verbleibt; um alle Störfälle so weit wie möglich auszuschließen entferne ich ihn aber auch. Wie oben erwähnt ist diese "feste" flexible Verbindung beider Gehäusehälften nicht erforderlich.

Hinsichtlich des Ersetzens der Dichtung beim PKW-Ventilkern Typ 2 b hilft leider nur, entsprechend weiche und dehnbare O-Ringe zu verwenden. Bei Ventil Typ 2 b funktioniert dies mit dem erwähnten O-Ring 1,5x1 mm zwar recht problemlos. Allerdings wird dieser O-Ring - möglicherweise wegen der hierbei erforderlichen zusätzlichen Dehnung und/oder unzureichend festen Sitz unter der Überdeckung des Dorns - bei schlagartiger Entleerung und Entspannung auch schon nur eines Teils des Kartuscheninhalts häufig aus dem Sitz und in den Ventilkörper gerissen und dabei beschädigt. Ein O-Ring 0,75x1 mm ist zwar deutlich schwerer zu montieren und muß etwas vorgedehnt werden, hat sich aber insofern bei meinen Tests als belastbarer erwiesen. Ich vermute, daß O-Ringe im Format 1x1 mm bis 1x1,3 mm insgesamt gut geeignet sind, konnte das mangels Verfügbarkeit einzelner Exemplare dieser Größe aber nicht testen. Allein das Entfernen der alten Dichtung kann zu einer nervigen Fummelarbeit ausarten, da mangels Demontage des Stössels der Zugang zum Dichtungssitz eingeschränkt ist. Mir scheint es daher generell empfehlenswert, mit PKW-Ventilkern Typ 2 b umgebaute Wegwerf-Kartuschen mit einer nennenswerten Restfüllung nicht schlagartig zu entleeren.

Ich ziehe daher Ventilkerne aus dem Kältemittelbereich vor. Abgesehen von der Farbe des Dichtungsrings sind sie optisch wie konstruktiv von den PKW-Ventilkernen Typ 2 b kaum zu unterscheiden; sogar die Feder weist eine im Rahmen der festgestellten Variationen vergleichbare Stärke auf. Überraschenderweise ist der Durchmesser der an der Auflagefläche konisch zulaufenden Hülse um ca. 0,2 mm geringer als beim PKW-Ventilkern Typ 2 b; dies korrespondiert mit dem oben erwähnten Alligator-Vg5-Ventilkern Art.Nr. 31.9400. Eindeutig zu erkennen sind sie aber an der wesentlich stärkeren und dickeren und über den Rand des Dichtungssitzes deutlich hinausragenden Dichtung.
Allerdings zeigt sich auch hier bei manchen Exemplaren - möglicherweise chargenabhängig - eine unzulängliche Widerstandskraft der Dichtung beim schlagartigen Entleeren des Kartuscheninhalts, so daß auch bei diesen ein Ersetzen der Dichtung durch einen passenden O-Ring erforderlich werden kann. Der Dichtungssitz scheint aber enger zu sein und auch das Spiel um den Dorn ist geringer, so daß dergestalt verbesserte Ventilkerne auch beim schlagartigen Entleeren des Kartuscheninhalts funktional blieben.

Auch hier aber noch einmal der dringende Rat, keinesfalls Ventile und/oder Wegwerf-Kartuschen auf diese Weise umzubauen oder eine so umgebaute Wegwerf-Kartusche zu füllen und/oder benutzen.

Der Kartuschenhals

Es verbleibt der Umstand, daß im Gegensatz zu den originalen Einweg-Kartuschen der Rand des Kartuschenhalses nach dem Umbau, insbesondere wenn das Ventilkappenaußengewinde belassen wird, nur eine sehr schmale Auflagefläche besitzt und darüber abdichten muß. Dies führt zu einer entsprechenden Belastung der Dichtung des Einlaßventils der Kartuschen-Anwendung. Nach meiner Erfahrung läßt sich dies verbessern, indem aus einem kurzen Rundstück Aluminium oder Messing - ggfs. unter Verwertung des abgelängten Endstücks des Ventilkörpers - ein kleiner Einsatz mit einer Bohrung von ca. 2,5 mm hergestellt und in den Ventilkörper auf den Ventileinsatz geschraubt und umlaufend verklebt wird.

Im Bereich des Vg5-Innengewindes des Ventilkörpers habe ich den Einsatz mit einem kurzen Gewinde M5x0,75 versehen - dieses entspricht zwar nicht ganz Vg5, erfüllt hier aber nach meiner Erfahrung völlig seinen Zweck, denn Vg5-Gewindeschneidwerkzeuge sind sehr teuer und schwer zu erhalten. Im oberen Bereich sollte der Einsatz bündig in den Ventilkörper passen, sein Durchmesser also etwa 5,5 mm betragen. Die Bohrung sollte eine hakelfreie Bewegung des Stössels erlauben, zugleich aber so klein wie möglich ausfallen. Beispielsweise durch wiederholtes und gefühlvolles Einschlagen eines Torx-Bits mit passendem Durchmesser kann der Öffnung ein Profil gegeben werden, das das Einschrauben des Einsatzes ermöglicht. Zur Abdichtung muß der Einsatz an dem oberen Rand mit Silikon oder paßendem Kleber versehen werden. Danach wird er, falls noch nicht geschehen, bündig mit dem Rand des Kartuschenhalses abgedreht, ohne aber diesen zu beschädigen. Es versteht sich von selbst, daß dieser Einsatz erst verwendet bzw. eingeklebt werden sollte, wenn sichergestellt ist, daß der Ventileinsatz auf Dauer störungsfrei arbeitet - denn ist der Einsatz einmal eingeklebt, so läßt er sich nicht mehr ganz so einfach entfernen.

Besser und dringend anzuraten ist aber, von diesen Experimenten insgesamt abzusehen und keine Ventile und/oder Wegwerf-Kartuschen umzubauen und umgebaute Wegwerf-Kartuschen weder zu befüllen noch zu benutzen.

Ohne CO2

Abgesehen davon, daß ich erneut dringend abrate, derart umgebaute CO2-Wegwerf-Kartuschen zu benutzen, müssen die Kartuschen nicht mit CO2 befüllt sondern sie können - auf eigene Gefahr und eigenes Risiko - auch mit Preßluft benutzt werden; dies ist auch mit einer Handpumpe ohne nennenswerte Anstrengung möglich, wenn man unbedingt meint, es entgegen meiner Empfehlung nicht beim atmosphärischen Druck bei offenem Ventil belassen zu können. Naturgemäß verringert sich bei jeder Entnahme der verbleibende Druck, und je nach Entnahmemenge und Anwendung kann dies einen erheblichen Unterschied darstellen, weswegen dies nur eine eingeschränkte und natürlich schon grundsätzlich nicht zu empfehlende Nutzbarkeit ermöglicht; dies ist die gleiche Situation wie bei einer Wegwerf-Kartusche, die so weit entleert ist, daß kein flüssiges sondern nur noch gasförmiges CO2 vorhanden ist, was wie oben erläutert unterhalb eines Restinhalts von etwa 3 g, also einem Kartuschengewichts von je nach Lartusche etwa 33 g bis 35 g, der Fall ist. Ich habe einmal mit einer durchschnittlichen Anwendung die Ergebnisse (ms/s) bei jeweils acht Entnahmen und einem Ausgangsdruck von etwa (ich kann leider nicht feststellen, wieviel Druck beim Entnehmen der Kartusche aus der Pumpe und bei deren Einlegen und "Anstechen" in der Anwendung verloren geht) 60 bar, 75 bar, 90 bar und 100 bar festgehalten:

	60 bar	75 bar	90 bar	100 bar
1.	122	127	143	149
2.	117	126	138	144
3.	114	116	135	140
4.	107	114	132	138
5.	95	94	128	137
6.	75	92	124	135
7.	61	90	118	131
8.	52 (43%	74 (58%)	112 (78%	127 (85%)

In Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung und deren Technik/Konstruktion läßt sich allgemein sagen, daß ein höherer Ausgangsdruck zu prozentual deutlich geringeren Abweichungen/Verschlechterungen bei den weiteren Entnahmen führt.
Interessanterweise erbrachte der Betrieb mit CO2 Werte von 140 bis 145 m/s. Ob daraus zu folgern ist, daß bei der Entnahme der Kartusche aus der Befüllungseinrichtung und ihrem Einlegen und Anstechen in der Kartuschen-Anwendung soviel Preßluft verlorengeht, daß der Druck um etwa 30 bar fällt, muß ich offenlassen.
Die Frage, bis zu welchem Druck die Wegwerf-Kartuschen belastet werden können, bleibt ebenfalls offen. Sicherlich sind sie nicht nur für 60 bar entworfen, denn die Hersteller müssen damit rechnen, daß die Kartuschen mit ihrem CO2-Inhalt auch unter höheren Temperaturen gelagert werden, wodurch der Druck enorm ansteigt. Hinzu kommt, daß alle CO2-Behälter ausweislich deren Markierungen einen Prüfdruck von 250 bar aufweisen. Es liegt daher nahe, daß auch die Wegwerf-Kartuschen für wenigstens 250 bar tauglich sind. Ich habe sie stichprobenhaft mit 60bar-Ventilen und 250 bar getestet, was keinesfalls nachgeahmt werden sollte. Dennoch und unter Rücksicht sowohl auf die Schwächung der Kartusche durch dem Einbau der Ventilkörper, die auch für 100 bar nicht ausdrücklich spezifizierten Ventileinsätze sowie natürlich die ebenfalls nicht für Drücke von wesentlich mehr als 60 bar ausgelegten Ventilkonstruktion der Kartuschen-Applikationen werde ich selbst 100 bar nicht überschreiten.

Dessen ungeachtet muß ich noch einmal eindringlich davor warnen, Ventile und/oder CO2-Wegwerf-Kartuschen auf diese Weise umzubauen oder sie gar durch Befüllen mit CO2, Preßluft oder anderweitig zu benutzen, und von diesen potentiell gefährlichen und schadensverursachenden Unterfangen dringend abraten.

Exkurs: CO2

Da der falsche Umgang mit CO2 zu erheblichen Verletzungen und Schäden führen kann, empfehle ich dringend, sich zunächst in die Thematik einzulesen. Beginnen kann man wie gewohnt bei Wikipedia und sollte dann auch die Produkt- und Sicherheitsblätter der Herstelller lesen. Auch über eine entsprechende Web-Suche findet man sehr viele wertvolle Informationen.

Kurz zusammengefaßt gilt:

Abhängig von der Temperatur ist CO2 unter einem bestimmten Druck flüssig. Diesen nennt man den Sättigungsdampfdruck. Bei 21° beträgt dieser Druck 58,65 bar. Nach Eingabe des Temperaturbereich läßt sich hier eine Sättigungstabelle und -graphen mit allen relevanten Angaben anzeigen. Bei 31° und etwa 74 bar erreicht CO2 den sog. "überkritischem Zustand", in dem es gleichzeitig Eigenschaften des gasförmigen als auch des flüssigen Aggregatzustandes aufweist. Bis zu dieser Temperatur befinden sich im CO2-Behälter sowohl flüssiges als auch gasförmiges CO2 und es gelten die Angaben aus der Sättigungstabelle.
Durch den Effekt des Sättigungsdampfdrucks ist der Druck in einem CO2-Behälter bei gleichbleibender Temperatur vom Füllstand des Tanks nahezu unabhängig, und zwar solange wie neben dem gasförmigen CO2 auch noch etwas flüssiges CO2, das verdampfen kann, im Behälter vorhanden ist. Denn wenn etwas gasförmiges CO2 entnommen wird, sinkt der Druck zwar zunächst, wird aber sofort durch das Verdampfen von flüssigen CO2 ausgeglichen, bis wieder der Sättigungsdampfdruck erreicht ist.
Wie erwähnt ist der Sättigungsdampfdruck von der Temperatur des Behälters und des darin enthaltenen CO2 und damit grundsätzlich von der Umgebungstemperatur abhängig. Ausweislich der oben verlinkten Tabelle sind dies bei 21° etwa 58,6 bar, bei 15° nur noch etwa 50,9 bar und bei 0° sogar nur etwa 34,8 bar. Bedauerlicherweise erfordert das Verdampfen von flüssigem CO2 Energie, weswegen CO2 beim Verdampfen abkühlt. Dies ist der Grund, warum bei schneller und/oder starker Entleerung von CO2-Behältern deren Temperatur sinkt oder sich sogar Eis bildet. Folge ist, daß der Druck des entnehmbaren gasförmigen CO2 zunächst sinkt und langsam wieder ansteigt, bis das CO2 und der Behälter wieder die Ungebungstemperatur erreicht hat. Je nach Anwendung ist wird dies als sehr nachteilig empfunden - etwa beim Schießsport, bei dem es natürlich wichtig ist, daß jeder Schuß mit dem gleichen Druck abgegeben wird.

Aus diesen physikalischen Eigenschaften von CO2 folgt, daß ein Befüllen von CO2-Behältern entweder mittels einer Hochdruckpumpe erfolgen muß, wie es im professionellen Bereich üblich ist, oder indem der aufzufüllende Behälter vor dem Befüllen auf welche Weise auch immer abgekühlt wird. Denn sobald der erste Tropfen flüssiges CO2 in den Behälter gelangt, hätte das sofort entstehende CO2-Gas bei gleicher Temperatur den gleichen Druck wie in der Vorratsflasche, was einem - jedenfalls vollständigen - Befüllen entgegensteht. Erst recht gilt dies, wenn wie kaum zu vermeiden zunächst oder gar nur gasförmiges CO2 einge"füllt" wird. Daher sollte das Befüllen - soll nicht eine "unendliche Geschichte" daraus werden - tunlichst mit flüssigem CO2 erfolgen, was grundsätzlich zur Folge hat, daß entweder eine sog. Steigrohrflasche, bei der vom Ventil ein Rohr bis zum Boden der Flasche reicht und die immer entsprechend gekennzeichnet ist, verwendet oder aber die Flasche auf den Kopf gestellt wird, damit nur flüssiges CO2 aus dem Ventil austreten kann. Eine weitere Folge ist, daß man nicht anhand des Drucks auf den Füllstand des Behälters schließen kann - denn im Bereich des Sättigungsdampfdrucks, also solange sich auch nur noch ein Tropfen CO2 im Behälter befindet, hängt der Druck allein von der Temperatur ab. Der Füllstand läßt sich also nur durch Wiegen des Behälters ermitteln, indem von dem aktuellen Gewicht das auf dem Behälter immer eingeprägte Leergewicht (mit Ventil) subtrahiert wird. Erst nachdem nur noch gasförmiges CO2 im Behälter vorhanden ist - also bei 21° etwa ab bzw. unter 1/4 Restfüllung - ist eine Druckanzeige aussagekräftig.

Aus der Temperaturabhängigkeit des Drucks - die Dichte des flüssige CO2 steigt mit abnehmender Temperatur, die des gasförmigen CO2 steigt dagegen mit zunehmender Temperatur - folgt aber auch, daß beim Befüllen eines CO2-Behälters größte Sorgfalt und Vorsicht walten muß. Nämlich abgesehen von den erheblichen Verletzungen, die austretendes und dabei extrem stark abkühlendes und entsprechende Erfrierungen bewirkendes CO2 verursachen kann, darf der Behälter keinesfalls überfüllt werden. Dabei bedeutet "überfüllt", daß nicht mehr als 0,75 kg je Liter Inhalt eingefüllt werden dürfen. Üblicherweise sind auf CO2-Behältern sowohl der Inhalt in Liter als auch die maximal zulässige Befüllmenge in kg eingeprägt. Diese Mengenvorgaben und -grenzen sind unbedingt zu beachten und einzuhalten. Denn wird ein CO2-Behälter randvoll gefüllt, so bleibt dies zwar zunächst, also solange sich die Temperatur nicht erhöht, folgenlos. Steigt aber die Temperatur, so kann sich die Dichte des flüssigen CO2 nicht wie im Sättigungsbereich verringern, weil ja sowohl seine Menge als auch das Volumen der Flasche unverändert bleibt. Als Folge steigt der Druck in der Flasche drastisch an. Dies ist vor allem im privaten Bereich, in dem ein Voll- und Überfüllen der Flasche nur nach deren vorherigen starken Abkühlen möglich ist, besonders tückisch und gefährlich, denn die Erwärmung beginnt bereits mit dem Einfüllen des normalerweise entsprechend der Umgebungstemperatur temperierten CO2 und setzt sich fort, wenn die überfüllte Flasche in der (warmen) Umgebung verbleibt. Es liegt auf der Hand, daß diese Erwärmung und der daraus folgende Druckanstieg "irgendwann" zum Bersten der Flasche führt - dann möchte man aber nicht anwesend sein. Zwar sind CO2-Flaschen mit Berstscheiben ausgestattet, eine Art Einweg-Überdruckventil, die üblicherweise bei 250 bar nachgeben und somit den Flascheninhalt abblasen. Abgesehen von der damit verbundenen Verschwendung sowie der gesundheitlichen Gefahr bis hin zum Risiko des vorzeitige Versterbens durch eine "Überdosis" CO2 sollte man sich aber nicht darauf verlassen sondern niemals mehr als zulässig in einen CO2-Behälter einfüllen, diesen daher nach dem Befüllen wiegen und das evtl. zuviel eingefüllte CO2 umgehend möglichst im Freien und in eine sichere Richtung abblasen.
Anhand eines kleinen Beispiel wird die Gefährlichkeit dieses Tuns unschwer deutlich:
Wird bei 6° ein Behälter randvoll mit flüssigem CO2 gefüllt, beträgt dessen Dichte etwa 889 kg/m³ und der Druck etwa 40,7 bar. Anhand der isochorischen Tabelle ist zu erkennen, daß schon bei einer Erhöhung der Temperatur um 4° auf 10° der Druck über 70 bar beträgt. Bei 15° sind es schon fast 99 bar und bei 21° übersteigt der Druck 138 bar. Bei 30° sind es fast 200 bar. Auch wenn CO2-Behälter - ausweislich deren Markierungen - regelmäßig einen Prüfdruck von 250 bar haben: Die betreffende Anwendung ist nur für die 60 bis 70 bar ausgelegt, die normalerweise zu erwarten sind, und die Folgen deren Betriebs mit 200 bar kann man sich unschwer vorstellen. Es ist nicht nur eine Zerstörung der Anwendung zu erwarten sondern auch erhebliche und schwerste Verletzungen der umstehenden Menschen.
Befüllt man den Behälter gar bei 0°, also bei einer weiter gestiegenen Dichte des flüssigen CO2, randvoll, so sind bei 10° bereits deutlich über 100 bar erreicht. Bei etwas über 21° sind 200 bar erreicht und der Grenzdruck von 250 bar bereits bei etwa 28°. Bei weiter steigenden Temperaturen sollte man sich nicht in der Nähe des Behälters aufhalten.

Aus diesem Grund sind auf CO2-Behältern die maximal zulässigen Füllmengen eingeprägt. So ist beispielsweise bei einem Behälter mit einem Volumen von 2,68 l ein Einfüllen von maximal 2 kg CO2 zulässig. Bei z.B. 6° und der Dichte des flüssigen CO2 von etwa 889 kg/m³ würden aber rund 2,4 kg CO2 hineinpassen. Beachtet man dagegen die zulässige Grenze von 2 kg, so gilt nach wie vor die Sättigungstabelle und auch bei einer Temperaturerhöhung auf 30° erhöht sich der Druck von rund 41 bar bei 6° nur auf vergleichsweise moderate 72 bar. Gleichwohl sollte man jede Temperaturerhöhung über 30 Grad vermeiden, und zwar auch im Interesse seiner Anwendung, weil diese eben typischerweise nicht für höhere Drücke als 60 bis 70 bar ausgelegt ist. Keinesfalls sollte man einen CO2-Behälter der prallen Sonne aussetzen oder etwa in sich in der Sonne aufheizenden PKW oder sonstigen Räumen wie etwa Dachgeschossen aufbewahren oder lagern.

Das erläuterte physikalische Verhalten von CO2 hat aber auch zur Folge, daß ein CO2-Behälter nicht bis zum völligen Entleeren genutzt werden kann, wenn für die Anwendung ein gleichbleibend hoher Druck erforderlich ist. Denn sobald der letzte Tropfen CO2 verdampft ist, befindet sich nur noch gasförmiges CO2 in dem Behälter, so daß bei weiterer Entnahme von CO2 mangels verfügbaren Nachschubs durch verdampfendes flüssiges CO2 der Druck rapide sinken wird. Leider erfolgt dies zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt, als meist erwartet, nämlich bereits bevor etwa 3/4 des Inhalts verbraucht sind. Denn wenn in dem oben exemplarisch angeführten CO2-Behälter mit einem Volumen von 2,68 l gerade nur noch gasförmiges CO2 vorliegt, so entspricht dies bei einer Temperatur von 21°, einem Druck von 58,65 bar und damit einer Dichte des CO2-Gases von ca. 202 kg/m³ etwa 0,54 kg CO2. Ausgehend von der maximal zulässigen Füllmenge dieses Behälters von 2 kg sind dies aber etwas über 25% des zulässigen Inhalts.
Für die bekannten 12g-Einwegkartuschen bedeutet dies: Bereits wenn in ihnen noch 3g CO2 vorhanden sind, wird der Druck mit jeder Entnahme abnehmen. Bei einem Leergewicht der Kartusche von etwa 30 g bis 32 g entspricht dies also einem Gewicht von 33 g bis 35 g.

Da unterhalb dieses Füllstands der Vorratsflasche in dieser kein flüssiges CO2 mehr vorhanden ist, lassen sich jedenfalls bei Zimmertemperatur keine Kartuschen mehr auf die herkömmliche Weise befüllen. Zwar läßt sich dies durch Abkühlen der Flasche für eine gewisse Zeit hinauszögern, denn beispielsweise bei 15° beträgt die Dichte des gasförmigen CO2 nur etwa 161 kg/m³, so daß in dem Beispiel der 2kg-Flasche die 25%-Füllung einem Gas-Volumen von ungefähr 3,3 l entsprechen würde - da aber diese Flasche nur 2,68 l Volumen hat, muß bei einer noch etwa 25%igen Füllung (besagte 0,54 kg) und 15° ein gewisser Rest an flüssigem CO2 vorhanden sein: Nämlich ca. 0,14 kg (= ca. 0,17 l) flüssiges und ca. 0,4 kg (= ca. 2,5 l) gasförmiges CO2. Allerdings liegt der Druck dann nur noch bei etwa 51 bar, so daß die zu befüllende Kartusche stärker gekühlt werden muß. Da selbst bei einer bis auf -18° heruntergekühlten Kartusche der Druck des darin befindlichen CO2 noch immer bei etwa 21 bar liegt, ist leicht einsehbar, daß spätestens bei nur noch etwa 1/8 der Füllmenge - im Beispiel der 2kg/2,68l-Flasche also etwa 270 g Restinhalt (ca. 13,5% Nominalfüllung) - und somit etwas unter dem Gefrierpunkt bei ca. 34 bar das Ende der Fahnenstange erreicht ist.
Etwas günstiger kann es sich darstellen, wenn eine kleinere Flasche zur Hand ist, weil dann diese ggfs. mit diesen Tricks voll gefüllt und auf diese Weise mit dieser die Kartuschen zunächst weiter wie gewohnt befüllt werden können.
Ein letzter Trick besteht darin, nur noch gasförmiges CO2 umzufüllen. Allerdings muß dann das Befüllen etappenweise erfolgen, da selbst unter günstigen Bedingungen nur etwa 10 bis 15% des Inhalts der Kartusche eingefüllt werden könnten. Um diese geringe Befüllung je Füllvorgang nicht zu konterkarieren sollten die Kartuschen mit selbstschließenden Ventilen, also Ventilkernen mit - allerdings nur schwachen - Schließfedern, ausgestattet sein. Außerdem muß hierbei die Kartusche für jeden Füllvorgang nachhaltig tiefgekühlt werden. Unterhalb eines gewissen Füllstands und damit Drucks in der Spenderflasche funktioniert aber auch dies nicht mehr und von da an müßte die Spenderflasche moderat erwärmt werden, um wenigstens noch 35 oder 40 bar darin zu haben. Dann aber müßte die Spenderflasche mit einem Manometer versehen werden, damit die tatsächlichen Druckverhältnisse kontrolliert werden können. Dieses Vorgehen wäre dennoch gefährlich, wenig kommod, umständlich und zeitraubend und daher wirklich nur als Notbehelf und auch nur für Fachleute, die wissen was sie tun und die Druckverhältnisse kontrollieren können, einschlägig, wenn das Auffüllen der geleerten Spenderflasche vorerst unter keinen Umständen möglich ist, unbedingt aber CO2 benötigt wird. Insbesondere in diesem Stadium wäre das Umfüllen in eine deutlich kleinere Flasche vorteilhaft und komfortabler. Allzuviel würde sich auf diese Weise aber nicht herausholen lassen: Die Tabelle zeigt, daß für einen Druck von wenigstens 35 bar bei einer Temperatur der Spenderflasche von z.B. 40° eine Dichte des gasförmigen CO2 von rund 71 kg/m³ ausreichen würde - im Beispiel der 2kg/2,68l-Flasche würde daraus ein Restinhalt von etwa 190 g (9,5% Füllung) folgen. Würde die Spenderflasche nebst Inhalt gar auf 60° erwärmt werden, wovon ich unbedingt und dringend abraten muß, so könnten diese 35 bar wegen der dann auf rund 64 kg/m³ verringerten Dichte noch bei etwa 171 g Restinhalt (8,6% Füllung) erreicht werden. Wie man es aber auch dreht und wendet: Wesentlich mehr als 90% der zulässigen Nominalfüllung einer CO2-Flasche lassen sich ohne die Zuhilfenahme einer Hochdruckpumpe nicht umfüllen.

Aufgrund der damit verbundenen Gefahren rate ich davon ab, selbst CO2-Behälter zu befüllen. Sollte man dies dennoch tun, darf der Zielbehälter niemals überfüllt und es muß dessen maximale Füllmenge unbedingt beachtet werden. Eine Erwärmung der Spenderflasche muß aufgrund der damit verbundenen Gefährdung allen theoretischen Überlegungen zum Trotz unter allen Umständen unterbleiben.

Befüllen

Für die Befüllung umgebauter Einweg-Kartuschen muß man sich selbst einen Weg überlegen; aber wer die Kartuschen umbauen kann, der findet auch dafür eine Lösung; Steve erklärt auch das Prinzip der Befüllung. Allgemein gilt, daß ohne eine Hochdruckpumpe meist nur gekühlte Behälter sinnvoll, d.h. mit der vorgesehenen und zugelassenen Menge CO2, befüllt werden können - und zwar wegen des erforderlichen Druckunterschieds, der abgesehen vom ersten Moment des Befüllens eines leeren Behälters meist eine deutliche geringere Temperatur des zu befüllenden Behälters erfordert, weil der Druck von CO2 stark temperaturabhängig ist. Ist die Füllung der Spenderflasche schon so weit gesunken, daß in dieser nur noch CO2-Gas vorhanden ist, was bei 21° unterhalb etwa 1/4 der nominalen Füllmenge der Fall ist, führt an dem Tiefkühlen der Kartusche ohnehin kein Weg vorbei - und auch dann lassen sich pro Füllgang nur wenige Gramm einfüllen. Unverzichtbar ist aber die Kontrolle durch das Wiegen der Wegwerf-Kartusche, denn keinesfalls darf in diese mehr als 12 g CO2 gefüllt werden. Leer wiegt eine so umgebaute Kartusche etwa 30 g bis 32 g; befüllt darf sie daher nicht mehr als 42 g bis 44 g wiegen, je nach Leergewicht. Diese Vorgehensweise ist z.B. Sportschützen aus der Zeit bekannt, als noch überwiegend mit CO2-Luftgewehren und -Pistolen trainiert und geschossen wurde. CO2-Hochdruckpumpen waren natürlich viel zu teuer, so daß man sich mit dem Trick des - wie auch immer bewirkten - Abkühlens der zu befüllenden CO2-Kartusche beholfen und akribisch auf das Einhalten der zugelassenen Füllmengen geachtet hat.

Auf Grundlage der beschriebenen physikalischen Eigenschaften von CO2 habe ich zu Experimentierzwecken einige unterschiedliche Befüllstationen gebaut und ausprobiert. Deren Nachbau möchte ich ausdrücklich nicht empfehlen. Gleichwohl möchte ich denjenigen, die meinen Rat, weder Einweg-Kartuschen noch Ventile umzubauen und/oder zu benutzen oder Befüllstationen zu bauen und/oder zu benutzen, nicht befolgen, zu Informationszwecken meine Erfahrungen mitteilen, damit sie einige unnötige Fehler, Risiken und Gefahren vermeiden können.

Nicht weit verbreitet aber doch relativ günstig erhältlich sind die einfachen Flaschenadapter W21,8mm x 1/14" auf SAE-5/16". Dieses SAE-Gewinde entspricht zwar nicht ganz dem im Hydraulik- und Pneumatikbereich weit verbreiteten Gewinde G1/4", kann bei ausreichender Gewindelänge nach meiner Erfahrung praktisch aber damit und dafür verwendet werden; Adapter auf G1/4" sind seltener und teurer. Wenn die umgebaute Wegwerf-Kartusche ein Ventilkappenaußengewinde wie oben beschrieben besitzt, so könnte die einfachste aber sicherlich auch am wenigstens taugliche Befüllstation darin bestehen, auf einen derartigen W21,8mm-Adapter ein kurzes 90°-Stück Messingrohr und an dieses eine Ventilkappe zu löten. Zwar würde sich die Kartusche einfach in diese eingeschrauben lassen. Zu lösen wäre dann aber noch das Problem der Entlüftung vor dem Abschrauben der Kartusche. Auch hier der dringende Hinweis, daß man dies weder basteln noch verwenden sollte.

Ausgehend von diesem eher theoretischem Konstrukt haben ich angelehnt an das Prinzip der bekannten Paintball-Befüllungs"stationen" aus einem solchen W21,8mm-Adapter nebst ein paar weiteren handelsüblichen und für 250 bar spezifizierten Bauteilen aus dem Druckluftbereich - ein T-Stück, ein Kugelhahn, Adapter bzw. Reduziernippel - mit G1/4"-Anschluß sowie einer Ventilkappe aus Messing eine Füllanlage zusammengeschraubt und -gelötet. Die Schraubverbindungen der Druckluftbauteile sind natürlich unproblematisch, beim eigentlichen Anschluß der Kartusche mußte ich jedoch improvisieren: Die zum Befüllen von umgebauten Wegwerf-Kartuschen mit Ventilaußengewinde erforderliche bzw. hilfreiche Messing-Ventilkappe mit Dichtung habe ich mit Hilfe einer passend umgearbeiteten Schraube mit Innenbohrung an den Reduziernippel geschraubt und verlötet. Möglicherweise läßt sich auch die Ventilkappe mit einem zum Reduziernippel passenden Innengewinde versehen und direkt auf diesen schrauben und verlöten. Eine vereinfachte Version besteht darin, anstelle des T-Stücks ein 90°-Winkelstück zu verwenden, dieses nach oben gerichtet an den W21,8mm-Adapter zu schrauben und unter Verzicht auf den Reduziernippel in dessen Knick nach unten eine passende Bohrung anzubringen und den Ventildeckel wie beschrieben anzuschrauben und zu verlöten. Das Konstrukt noch weiter abgespeckt habe ich den Kugelhahn direkt auf den W21,8mm-Adapter geschraubt und an dieser Seite unmittelbar vor dessen Kugel wie beschrieben unten die Ventilkappe angeschraubt und verlötet. Sowohl Ventilkappe als auch deren Befestigung haben bislang einige Dutzend Befüllvorgänge überstanden. Allerdings sollte man auch so etwas weder basteln noch verwenden.

Mit einem solchen einfachen Flaschenadapter W21,8mm x 1/14" und allein mit einem Reduziernippel G1/4" (innen) auf G1/8" (außen) habe ich eine reine DIY-Lösung gebastelt: Auf der einen Seite hat das Messing-Rundstück anstelle des an sich erforderlichen Innengewindes G1/8" ersatzweise ein Innengewinde M10x1, die andere Seite ein Innengewinde M10 erhalten. Im Innenteil habe ich Platz für einen 60bar-Ventileinsatz, wie er bei dem Kartuschenumbau verwendet wird, geschaffen, also eine durchgehende Bohrung 6,5 bis 7 mm und im vorderen Bereich ein Innengewinde für Vg8, wofür ich ersatzweise aber auf M8x0,75 ausgewichen bin. Den Ventilkörper habe ich eingeschraubt und verlötet und im Bereich des vorderen Rands ohne Vg5-Innengewinde radial vier Entlüftungsbohrungen 2 mm angebracht. Ein Stück Gewindestab M10 von etwa 12 mm Länge habe ich über 2 bis 3 mm auf etwa 5 mm abgedreht und mit einer 1 mm tiefen zentralen Bohrung von ca. 2 mm versehen, so daß - sollte man dies entgegen meines dringenden Rats bauen und benutzen wollen - er im Ventilkörper geführt und den Kopf des Ventilstössels führend beim Hineindrehen das Ventil öffnet. Auf seiner anderen (äußeren) Seite habe ich mit einer M6-Schraube einen kurzen Hebel angebracht, und zwar sinnvollerweise so, daß er senkrecht nach unten zeigt, wenn das Ventil gerade noch geschlossen ist. Die andere Seite des Konstrukts, dessen Eingangsseite, hat zwischen dem Ventil und dem 1/8"- bzw. M10x1-Gewinde nach unten weisend eine Bohrung 3 mm erhalten, in das ich ein Gewinde M4 geschnitten und dort die wiederholt erwähnte Messing-Ventilkappe unter Verwendung einer mit einer Innenbohrung von ca. 2 mm versehenen Schraube M4 - etwa Kreuzschlitz, Torx oder Inbus - angeschraubt und verlötet hat. Das ganze Konstrukt habe ich auf den Reduziernippel dichtend aufgeschraubt - verlöten ist auch denkbar - und den so gebastelten Fülladapter dichtend auf den W21,8mm-Adapter geschraubt. Aber auch so etwas sollte man weder basteln noch verwenden.

Natürlich war es bei beiden Konstruktionen erforderlich, darauf zu achten, daß der Anschluß für die Kartsche so weit von der verwendeten CO2-Flasche entfernt ist, daß sich die Wegwerf-Kartusche auch anschrauben/anschließen läßt.
Die Benutzung, von der ich sehr dringend abrate, erfolgt dergestalt, daß ich bei geschlossenem Flaschenventil und Entlüftungsventil die gekühlte Kartusche anschraube und dann das Flaschenventil für einige Sekunden öffne, bis die Kartusche wie gewünscht bzw. so weit wie möglich gefüllt ist, das Flaschenventil wieder schließe, das Entlüftungsventil öffne und die Kartusche abschraube.
Aber auch hier gilt: Diese Konstruktionen sind reine Bastellösungen zu meinen eigenen Experimentierzwecken und erheben nicht den Anspruch des sicheren Funktionierens. So etwas sollte man keinesfalls basteln noch verwenden sondern sich, wenn überhaupt, mit dem Bastelglück des erfolgreichen Baus zufriedengeben.

Ein nicht unerheblicher Nachteil der beschriebenen Konstruktionen besteht in dem verschwenderischen Umgang mit CO2, insbesondere bei der grundsätzlich empfehlenswerten Verwendung von Steigrohrflaschen. Zum einen besitzen diese Konstruktionen ein im Verhältnis zur Größe der Wegwerf-Kartusche nicht unerhebliches Volumen, das sich aus dem den Flaschenventils, des Ventilanschlusses, des Adapters und der Konstruktion selbst zusammensetzt. Auch dann, wenn es gelingt, vorwiegend flüssiges CO2 umzufüllen, bleibt der Inhalt dieses "Leervolumens" ungenutzt und wird beim Entlüften abgeblasen. Zum anderen steht auch bei Steigrohrflaschen keineswegs flüssiges CO2 oben am Ventil. Vielmehr wird - jedenfalls einige Zeit nach der letzten Entnahme - das Steigrohr mit CO2-Gas gefüllt sein. Beim Befüllen großer Behälter spielt dies zwar keine große Rolle. Bei einer Wegwerf-Kartusche mit nur 16 ml Inhalt (12 ml nominal und zulässig) blockiert das beim Befüllen daher zunächst eingeleitete Gas aber das weitere Befüllen, so daß auch bei tiefgekühlten Kartuschen meist nicht mehr als 2 g bis 4 g je Füllvorgang eingefüllt werden können; die Situation ist also ähnlich wie beim oben erwähnten Befüllen aus Spenderflaschen, in denen nur noch gasförmiges CO2 vorhanden ist. Die übliche Praxis, vor Beginn des Umfüllens oder Befüllens das Flaschenventil solange zu öffnen und gasförmiges CO2 abzublasen, bis flüssiges CO2 austritt, wäre also angezeigt. Bei größeren wiederbefüllbaren Kartuschen mit (mehreren) hundert Gramm Inhalt und erst recht beim Umfüllen von CO2-Flaschen ist all dies noch hinnehmbar. Wenn aber beim (teilweisen) Befüllen einer 12g-Kartusche weitere 4 g oder mehr vor dem eigentlichen Befüllen und beim Entlüften verbraucht werden, so stellt dies die - wenn überhaupt vorhandene - Sinnhaftigkeit des Tuns durchaus in Frage.

Als Alternative habe ich mir überlegt, die wiederbefüllbare Wegwerf-Kartusche direkt am Ventilausgang der Spenderflasche anzubringen und zum Befüllen nicht die große Vorratsflasche sondern eine kleine Flasche ohne Steigrohr zu verwenden, die sich problemlos auf dem Kopf stehend verwenden läßt. Der Nachteil, daß diese kleine Flasche oft aus der großen Vorratsflasche nachgefüllt werden und hierfür ein entsprechendes Umfüllequipment erforderlich ist - wofür nach meiner Erfahrung zwei der oben genannten W21,8mm-Adapter und ein möglichst kurzes und dünnes, ausreichend druckftestes Stück Schlauch mit passenden Anschlüssen, etwa aus dem Paintball-Bereich, geeignet und ausreichend sind - wird durch den Vorteil, bei zur Neige gehendem Inhalt der Vorratsflasche wie oben beschrieben durch Umfüllen wenigstens einen Teil deren Restinhalt nutzen zu können, ausgeglichen. Zum Befüllen der kleinen Flasche gilt ebenfalls, daß diese gut gekühlt sein sollte und keinesfalls überfüllt werden darf, die Angaben zur maximalen Füllmenge also unbedingt beachtet werden müssen. Es ist sicher von Vorteil, nach dem Befüllen der kleinen Flasche diese gelegentlich für einige Zeit auf den Kopf zu stellen und dann für einen Moment das Ventil zu öffnen, um auf diese Weise etwa anfallenden Schmutz vor dem Ventil absetzen zu lassen und zu entfernen, der andernfalls in die umgebaute Wegwerf-Kartusche gelangen und darüber die Anwendung beschädigen könnte. Selbstverständlich ist hierbei besonders darauf zu achten, daß das Ventil in eine unschädliche Richtung zeigt und vorsorglich sollte dies nur im Freien erfolgen.
Als möglicherweise einfachste Konstruktion dieser Art habe ich in den üblichen CO2-Flaschenanschluß W21,8mm x 1/14" eine Dichtung aus einem Stück Gummi, herausgeschnitten aus einem alten Reifenschlauch, geklebt, mit einer sehr kleinen Befüllöffnung versehen und zunächst mit einem hinten geschlossenen Rohr o.ä. mit passendem Innendurchmesser (19 mm) und W21,8mm-Innengewinde die Wegwerf-Kartusche "aufgeschraubt" und an die Gummidichtung angepreßt. Um nach dem Befüllen ein schlagartiges Entlüften und damit auch Schließen des Kartuschenventils sicherzustellen hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Konstruktion als Verschluß mit einem rückwärtigen Hebel zu versehen, der im "geschlossenen" Zustand die Kartusche auf die Dichtung preßt und beim Öffnen der Verriegelung über einen exzenterartigen Schließweg durch das dadurch bewirkte schlagartige Entlüften das sofortige Schließen des Kartuschenventils und somit möglichst wenig Verlust des eingefüllten CO2 sicherstellt. Derartige Verschlußhebel kann man bei manchen Kartuschen-Anwendungen sehen. Zweifellos läßt sich dies auf viele Weisen realisieren; eine der möglicherweise simpelsten Konstruktionen wie in der hier schematisch und weder maßstabsgerecht noch funktional gezeichneten Vorrichtung habe ich unter Verwendung von etwas Restmaterial zusammengebaut. Die Länge des Rohrs, genaue Plazierung der Achse sowie Ausformung der Rundung des Hebels habe ich letztlich experimentell ermittelt; mit ingenieurmäßiger Ausbildung läßt sich dies sicherlich auch berechnen. Der Stempel gleicht evtl. Unebenheiten in der Rundung des Hebels aus; durch einen hinten sowie im Bereich seiner Bewegung entsprechend seines Durchmessers etwas größeren Innendurchmesser als 19 mm habe ich sein Herausfallen nach vorne verhindert. Für den Hebel habe ich einen entsprechenden Ausschnitt im Rohr vorgesehen, der zugleich als Anschlag für den Hebel in der 90°-Stellung dient. Vorteilhaft erscheint mir auch, im Bereich des Kartuschenhalses und nicht abgedeckt durch das W21,8mm-Gewinde des Flaschenanschlusses einige Entlüftungsbohrungen anzubringen. Da die eingangs erwähnte sehr einfache Gummidichtung infolge des Außengewindes des Kartuschenhalses keine lange Lebensdauer besaß, habe ich in eine der oben runden und glatten Ventilkappen mit Dichtring ein passendes Loch gebohrt und schraube diese Kappe zum Befüllen und damit Entlastung der Gummdichtung auf die Kartusche.
Allerdings sollte man auch eine derartige Konstruktion weder basteln noch verwenden.

Beim Befüllen hat sich als praktikabel erwiesen, die Kartusche zuvor bei -18° ein bis zwei Minuten zu kühlen, beim Öffnen des Ventils die Flasche (ohne Steigrohr !) auf den Kopf senkrecht und danach lediglich etwas schräg zu halten, um sicherzustellen, daß nur flüssiges CO2 austritt, und nach dem Schließen des Ventils und vor dem Öffnen der Verriegelung des Befülladapters diesen mit der Kartusche senkrecht nach oben zu halten, um unnötigen Verlust von flüssigen CO2 zu vermeiden. Die Dauer des Befüllens hatte aufgrund der geringen Größe der Kartusche nur wenig Einfluß auf die Füllmenge; wesentlich größer war der Einfluß deren Temperatur. Ohne Vorkühlen konnte ich ab Befüllungszeiten von 5 sec. bis etwa 8 g CO2 einfüllen. Füllmengen von 10 g CO2 konnte ich ab einer Vorkühlzeit von etwa einer Minute und einer Befüllungsdauer von 10 bis 15 Sekunden erreichen. Tendenziell war eine kurze Befülldauer bei niedriger Kartuschentemperatur vorzuziehen, so daß ab einer Vorkühlzeit von zwei Minuten auch eine Fülldauer von 5 Sekunden für eine Menge von 10 g CO2 ausreichte. Allerdings erbrachten auch drei und vier Minuten Vorkühlzeit und/oder Befüllzeiten von bis zu einer Minute kein anderes Ergebnis. Eine Steigerung der Füllmenge erfordert wohl ein wiederholtes Kühlen und Befüllen. Hiervon rate ich aber ausdrücklich ab, denn beim erneuten Tiefkühlen und Befüllen läßt sich die Füllmenge nicht kontrollieren und die Kartusche erwärmt sich wegen ihrer geringen Größe beim und nach dem Befüllen recht schnell. Eine Füllmenge von 12 g darf nicht überschritten werden und unbedingt ist die Kartusche leer und nach dem Befüllen zur Kontrolle zu wiegen, sofern man nicht meinem Rat folgt und das Befüllen von Wegwerfkartuschen überhaupt sein läßt. Sicherlich von Vorteil ist es, vor (oder auch nach) dem Befüllen die hierzu verwendete kleine Spenderflasche zu wiegen und bei drohendem Unterschreiten der 25%-Grenze zunächst diese aufzufüllen.
Wie mehrfach angeraten sollte man allerdings das Befüllen von Wegwerf-Kartuschen unterlassen.

Zum Abschluß muß ich noch einmal eindringlich davor warnen, Ventile und/oder CO2-Wegwerf-Kartuschen auf die hier angesprochenen oder andere Weisen umzubauen oder sie gar durch Befüllen mit CO2, Preßluft oder anderweitig zu benutzen, beschriebene, skizzierte oder andere Befüllungsapparaturen zu bauen und/oder zu benutzen, allgemein CO2-Behälter zu befüllen, und von allen diesen potentiell gefährlichen und schadensverursachenden Unterfangen allgemein dringend abraten.

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