Die Erfindung bezieht sich auf einen Einweg-Druckbehälter, insbesondere als Nachfüllbehälter für Kälte- und Klimaanlagen, mit einem eine Einfüll- und Entnahmeöffnung aufweisenden kombinierten Füll- und Entnahmeventil, das einen in einer Bohrung eines Ventilgehäuses verschiebbar geführten und durch Federkraft gegen einen Ventilsitz gedrückten Ventilkörper umfaßt, der sowohl zum Füllen des Druckbehälters als auch zum Entnehmen des unter Druck stehenden Behälterinhalts entgegen der Wirkung der Federkraft vom Ventilsitz abhebbar ist, und das einen zweiten Ventilkörper umfaßt, der vor dem ersten Befüllen des Behälters durch eine überwindbare und fluiddurchlässige Sperre von seinem Ventilsitz beabstandet gehalten ist, wobei ein von der Einfüll- und Entnahmeöffnung her betätigbarer und auf den zweiten Ventilkörper wirkender Stößel vorgesehen ist, mit welchem der zweite Ventilkörper über die nachgiebige Sperre drückbar ist, wodurch der zweite Ventilkörper nach Überwinden der Sperre mit seinem Ventilsitz ein Rückschlagventil bildet, das ein erneutes Befüllen des Behälters verhindert.
Einweg-Druckbehälter sind aus einer Reihe von Anwendungen bekannt. Der häufigste Einsatzzweck dürfte die Verwendung als Spraydose zum Versprühen irgendwelcher Produkte unter Einsatz eines Treibmittels sein. Ferner finden solche Druckbehälter auch Anwendung als Gastank für kleinere Hartlöt- bzw. Schweißgeräte. Ein weiterer wichtiger Einsatzzweck ist die Verwendung als Nachfüllbehälter für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen. Bevor die Kraftfahrzeuge ausgeliefert werden, stellt sich meist bereits ein gewisser Verlust an Kältemittel in dem an sich geschlossenen Kreislauf der Klimaanlage ein. Dieser Verlust wird durch in den Nachfüllbehältern enthaltenes Kältemittel, das über das Füll- und Entnahmeventil in die Klimaanlage eingespeist wird, ausgeglichen.
Nun ist es zwar durch gesetzliche Vorschriften nicht erlaubt, solche Einweg-Behälter erneut mit Kälte- bzw. Treibmittel zu befüllen. Hingegen würden die kombinierten Füll- und Entnahmeventile eine solche Wiederbefüllung zulassen. Wenn man bedenkt, daß die Druckbehälter während ihrer Verwendung gewissen Schädigungen ausgesetzt sein können, ist die Möglichkeit der Wiederbefüllung mit einem hohen potentiellen Sicherheitsrisiko verbunden.
Ein Einweg-Druckbehälter der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 37 04 813 bekannt. Dieser Druckbehälter hat bereits den Vorteil, daß er ein Wiederbefüllen verhindert. Allerdings ist das Ventilgehäuse konstruktiv relativ aufwendig und daher in der Herstellung teuer.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Ventilgehäuse bei einem Einweg-Druckbehälter der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventilgehäuse einstückig aus Kunstoff mit einer ersten Bohrung zur Aufnahme des ersten Ventilkörpers und einer zweiten Bohrung zur Aufnahme des zweiten Ventilkörpers ausgebildet ist, daß die erste Bohrung auf dem dem ersten Ventilsitz gegenüberliegenden Ende einen radial nach innen weisenden, einstückig mit dem Gehäuse ausgebildeten Absatz aufweist, auf dem sich zum einen eine den ersten Ventilkörper gegen den ersten Ventilsitz drückende Schraubenfeder abstützt, und an dem zum anderen die Sperre für den zweiten Ventilkörper ausgebildet ist, wobei der Absatz radial nach innen in den kreisförmigen Grundriß der zweiten Bohrung ragende Vorsprünge aufweist, die ebenfalls einstückig mit dem Ventilgehäuse aus Kunststoff gebildet sind.
Das Ventilgehäuse läßt sich auf diese Weise einfach als Spritzgußteil, z.B. aus Polyamid od.dgl. herstellen. Somit läßt sich mit einem sehr geringen Kostenaufwand ein erheblicher Sicherheitsvorteil erreichen.
Eine besonders einfache Ausbildung der Vorsprünge ergibt sich, wenn diese als radial innen liegende Enden von auf dem Absatz angeordneten und über den Umfang gleichmäßig verteilten radialen Stegen ausgebildet sind. Diese Stege heben den zweiten Ventilkörper beim ersten Befüllen von dem Absatz ab, so daß das Fluid beim Befüllen des Behälters durch Kanäle, die durch die Stege begrenzt werden, in die kleinere zweite Bohrung und somit in den Behälter strömen kann.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Vorsprünge, von der kleineren zweiten Bohrung her gesehen, zur größeren ersten Bohrung hin konisch zusammenlaufen. Somit wird der Ventilkörper, der sich nach dem ersten Befüllen innerhalb der zweiten kleineren Bohrung befindet, beim Entnehmen des Fluids aus dem Behälter durch die Vorsprünge zentriert, so daß ein gleichmäßiger Ringspalt gebildet wird, durch den das Fluid in die größere Bohrung strömen kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der zweite Ventilkörper rotationssymmetrisch ausgebildet und weist einen kleineren Durchmesser auf als die zweite Bohrung.
Bevorzugt wird ferner, wenn sich die Schraubenfeder auf den auf dem Absatz ausgebildeten Stegen abstützt und einen Innendurchmesser aufweist, der geringfügig größer ist als der des zweiten Ventilkörpers. Auf diese Weise stellt die Schraubenfeder eine Führung des zweiten Ventilkörpers dar, wenn der zweite Ventilkörper nach dem ersten Befüllen mit Hilfe des Stößels durch die Sperre hindurch in die zweite, kleinere Bohrung gestoßen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Ventilkörper eine Kugel, die in bevorzugter Weise aus einem härteren Material besteht als die Vorsprünge. Ein bevorzugtes Material für die Kugel ist Glas oder Stahl, während für das Ventilgehäuse und die Vorsprünge bevorzugterweise Polyamid zum Einsatz kommt.
Eine baulich und strömungstechnisch bevorzugte Lösung kann fernerhin vorsehen, daß der Stößel mit Abstand von einem Kragen des ersten Ventilkörpers umgeben ist, und daß die Schraubenfeder in den Zwischenraum zwischen Stößel und Kragen an dem ersten Ventilkörper angreift.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
In Fig. 1 ist ein Druckbehälter 1 dargestellt, der durch einen Deckel 2 verschlossen ist. Der Deckel 2 ist mit der Oberkante des Behälters 1 durch einen Bördelverschluß verbunden. In der Mitte des Deckels 2 ist eine im wesentlichen zylindrische Erhebung 3 vorgesehen, in deren Mitte eine Einfüll- und Entnahmeöffnung 5 vorgesehen ist. Auf der Außenseite der Erhebung 3 ist ein Gewinde 6 zum Aufschrauben eines Füll- bzw. Entnahmekopfes angeordnet, der hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist Die Erhebung 3 umschließt ein Füll- und Entnahmeventil 4, welches durch eine umlaufende Einprägung 7 hintergriffen und in der Erhebung 3 gehalten ist. Das Ventil 4 umfaßt ein Ventilgehäuse 8, welches mit einer Dichtungsscheibe 9 gegenüber dem oberen Ende der Erhebung 3 abgedichtet ist. Innerhalb des Dichtungsgehäuses 8 ist eine größere erste Bohrung 10 vorgesehen, in welcher ein erster Ventilkörper 11 koaxial zur Bohrung 10 verschieblich angeordnet ist. Der erste Ventilkörper 11 weist auf seiner der Einfüll- und Entnahmeöffnung 5 zugewandten Seite einen Dichtkragen 12 auf, der mit der die Öffnung 5 umgebenden Dichtungsscheibe 9 zusammenwirkt. Genauer gesagt wird der Ventilkörper 11 mit seinem Dichtkragen 12 durch eine Schraubenfeder 13 gegen die Dichtscheibe 9 gedrückt. Die Schraubenfeder 13 stützt sich mittelbar auf einem der Einfüll- und Entnahmeöffnung 5 gegenüberliegend angeordneten Absatz 14 ab. In Achsrichtung schließt sich an den Absatz 14 weiter eine im Durchmesser kleinere zweite Bohrung 15 an, die in das Behälterinnere mündet und an deren von dem Absatz 14 abgewandten Ende ein konischer Ventilsitz 16 ausgebildet ist. Auf dem Absatz 14 sind fünf radial nach innen weisende Stege 17 angeordnet, deren freie Enden 18 bis in den Querschnitt der zweiten Bohrung 15 hineinragen. Die freien Enden 18 sind, von der kleineren Bohrung 15 her gesehen, zur größeren Bohrung 10 hin konisch zulaufend ausgebildet.
Am Rand der größeren Bohrung 10 sind parallel zur Bohrungsachse verlaufende Führungsrippen 19 für den ersten Ventilkörper 11 vorgesehen. Diese Führungsrippen 19 laufen im Bereich des Absatzes zur Mitte der Bohrung zusammen und bilden dort eine Führung für das auf den Stegen 17 aufliegende Ende der Schraubenfeder 13.
Der erste Ventilkörper 11 weist einen zur zweiten, kleineren Bohrung 15 hin zeigenden Stößel 20 auf, der einstückig mit dem ersten Ventilkörper ausgebildet ist. Der Stößel 20 wird mit Abstand von einem zum Absatz 14 weisenden Kragen 21 des ersten Ventilkörpers 11 umgeben. Die Schraubenfeder 13 sitzt in dem durch den Stößel 20 in dem Kragen 21 gebildeten Ringspalt und stützt sich am Spaltgrund gegenüber dem ersten Ventilkörper 11 ab. In der geschlossenen in Fig. 2 dargestellten Lage des ersten Ventilkörpers 11 endet der Stößel 20 mit Abstand vor den Stegen 17. Der Abstand ist so groß gewählt, daß in den Zwischenraum eine Kugel 22 paßt, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der zweiten Bohrung 15, jedoch größer als der lichte Abstand der freien Enden 18 der Stege 17.
Im folgenden wird die Wirkungs- und Funktionsweise des erfindungsgemäßen Druckbehälters näher erläutert. In den Fig. 1 und 2 ist der Druckbehälter vor seinem ersten Befüllen dargestellt. Der erste Ventilkörper 11 wird durch die Feder 13 gegen die Dichtung 9 gedrückt, und der zweite Ventilkörper, also die Kugel 22, liegt noch in der großen Bohrung 10 vor den Stegen 17. Wenn nun der Füllstift 23 durch die Einfüll- und Entnahmeöffnung 5 eingeführt wird, dichtet er gegenüber der Dichtungsscheibe 9 ab und hebt den ersten Ventilkörper 11 gegenüber der Dichtungsscheibe 9 an. Durch den Füllstift eingefülltes Fluid kann nun zwischen dem Ventilkörper 11, der Dichtungsscheibe 9, dann weiter durch den zwischen der großen Bohrung 10 und dem ersten Ventilkörper gebildeten Ringspalt und dann zwischen den Stegen 17 hindurch in die kleinere Bohrung 15 und von dort in das Behälterinnere gelangen.
Wenn auf diese Weise der Behälter befüllt ist, wird der Füllstift 23 oder evtl. auch ein anderer Dorn weiter in die Einfüllöffnung hineingestoßen, so daß der Stößel 20 die vor den Stegen 17 liegende Kugel 22 in die kleinere, zweite Bohrung 15 drückt. Dies ist deswegen möglich, weil die Stege 17 aus einem weicheren Material bestehen als die Kugel 22, die vorzugsweise aus Stahl oder Glas besteht.
Wenn nun der Inhalt aus dem Behälter entnommen werden soll, wird wieder über einen Dorn der erste Ventilkörper 11 von seinem Sitz abgehoben. Die unter Druck stehende Behälterwand ist nun bestrebt, durch die kleinere, zweite Bohrung 15 in die größere Bohrung 10 hineinzuströmen. Dabei wird die nunmehr in der kleineren Bohrung 15 befindliche Kugel 22 von der Rückseite her gegen die freien Enden 18 der Stege 17 gedrückt. Durch die schräge Ausbildung der freien Enden 18 der Stege wird die Kugel 22 zentriert, so daß das austretende Fluid die Kugel gleichmäßig umströmen und in die größere Bohrung eintreten kann, um dann durch den zwischen dem ersten Ventilkörper 11 und der Wand der großen Bohrung 10 gebildeten Ringspalt und zwischen der Dichtungsscheibe 9 und dem abgehobenen Ventilkörper 11 hindurch nach außen zu gelangen.
Wenn nun jemand versuchen sollte, den Druckbehälter, der möglicherweise während seines Gebrauchs bereits Schädigungen erfahren hat, erneut zu befüllen, würde die Kugel 22, die sich ja nun innerhalb der zweiten Bohrung 15 befindet, in die durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Stellung bewegen, und zusammen mit dem Ventilsitz 16 die zweite Bohrung 15 verschließen. Somit ist ein erneutes Befüllen des Druckbehälters 1 unmöglich.