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Die Erfindung betrifft einen Injektionspacker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die Sanierung oder Abdichtung von Mauerwerk oder anderen Bauwerksteilen erfolgt häufig durch Einpressen flüssiger, insbesondere dünnflüssiger Materialien in Bohrlöcher. Dazu wird zunächst das vorbereitete Bohrloch außen mit einem sogenannten Injektionspacker verschlossen. Bei dem Injektionspacker handelt es sich um einen metallenen Rohrkörper mit einer äußeren, durch axiales Stauchen zusammenpressbaren Gummihülse zum festen und sicher abdichtenden Verspannen des Injektionspackers im Bohrloch und mit einem inneren Injektionskanal sowie einem eingebauten oder aufschraubbaren Rückschlagventil. Durch den eingesetzten Injektionspacker kann dann die Flüssigkeit unter hohem Druck in das Bohrloch eingepresst werden, und der Injektionspacker mit dem Rückschlagventil sperrt das Bohrloch gegen einen Wiederaustritt der eingepressten Flüssigkeit ab und hält diese nach Beendigung des Einpressens unter Druck im Bohrloch bis zu deren Abbinden, Aushärten oder Aufnahme im Mauerwerk oder dergleichen.
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Bei einem normalen Injektionspacker ist der Einfüllnippel, der dem Anschluß an ein Verpressgerät dient, am hinteren Ende des Druckrohrs angeordnet. Das hintere Ende des Druckrohrs ragt daher aus dem Bohrloch heraus, um das Verpressgerät ansetzen zu können. Das Bohrloch kann deshalb nicht sogleich nach der Injektion verschlossen werden. Erst nachdem das Injektionsgut ausgehärtet ist, kann der Injektionspacker entfernt und das Bohrloch verschlossen werden. Da aber das Injektionsgut in der Regel mindestens einen Tag zum Aushärten braucht, muß zum Entfernen der Injektionspacker und Verschließen der Bohrlöcher die Baustelle am folgenden oder übernächsten Tag ein zweites Mal angefahren werden.
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Es sind auch bereits sogenannte Eintages-Injektionspacker bekannt, beispielsweise aus der gattungsbildenden
DE 34 26 088 A1 . Diese sollen eine zweite Anfahrt überflüssig machen. Damit die Bohrlöcher sofort nach der Injektion verschlossen werden können, ist der im Gebrauch nach hinten aus dem Bohrloch herausragende Einfüllnippel auf den rückwärtigen Teil des im Gebrauch vollständig innerhalb des Bohrlochs befindlichen Druckrohrs aufgeschraubt und kann nach der Injektion abgeschraubt werden, so daß dann der Injektionspacker im Bohrloch verbleibt und das Bohrloch hinter dem Injektionspacker sofort verschlossen werden kann.
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Bei dem bekannten Eintages-Injektionspacker nach der
DE 34 26 088 A1 sitzt auf dem im hinteren Teil mit Außengewinde versehenen Druckrohr die im Bohrloch zu verspannende Gummihülse, und hinterhalb der Gummihülse ist eine mit der hinteren Stirnseite der Gummihülse zusammenwirkende Druckscheibe sowie zwischen dieser und der auf das hintere Druckrohrende aufschraubbaren Einfüllnippelhülse angeordnete Klemmscheibe vorgesehen. Die Klemmscheibe hat vier von einem äußeren Ringteil radial einwärts vorspringende und schräg rückwärts abgebogene Finger mit etwa dreieckförmiger Konfiguration, die in die Gewindegänge des Außengewindes des Druckrohrs eingreifen. Zum Verspannen des Injektionspackers im Bohrloch wird die außen mit Schlüsselflächen, nämlich einem Vierkant oder einem Sechskant, versehene Einfüllnippelhülse weiter auf das Druckrohr aufgeschraubt, wodurch die Gummihülse axial gestaucht und dadurch im Bohrloch verspannt wird. Während das hintere Stirnende der Gummihülse dabei über die Klemmscheibe und die Druckscheibe axial nach vorne gedrückt wird, ratschen die Finger der Klemmscheibe über die Gewindegänge und Stutzen das rückwärtige Stirnende der Gummihülse über die Druckscheibe in der jeweiligen Axialposition an dem betreffenden Gewindegang ab. Die Einfülllnippelhülse kann daher nach dem Injektionsvorgang gleich wieder abgeschraubt werden, wobei die Klemmscheibe mit den sich am jeweiligen Gewindegang abstützenden Fingern über die Druckscheibe das rückwärtige Stirnende der verspannten Gummihülse arretiert, so daß der Injektionspacker im Bohrloch verspannt bleibt. Der hinterhalb des Injektionspackers befindliche äußere Teil des Bohrlochs kann aber nach dem Herausschrauben der Einfüllnippelhülse sofort verschlossen werden.
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Die Klemmscheibe mit ihren Fingern oder Zungen hat sich in der Praxis allerdings als nicht optimal herausgestellt. Die Klemmscheibe soll mit ihren Fingern oder Zungen beim Abschrauben der Einfüllnippelhülse die Gummihülse zuverlässig verspannt halten, andererseits soll sie beim Setzen des Injektionspackers, also beim Verspannen im Bohrloch, nicht hinderlich sein. Die Finger, die in das Gewinde des Druckrohrs eingreifen, sollen einerseits ohne großen Widerstand über das Gewinde gleiten bzw. von Gewindegang zu Gewindegang ratschen, sonst würde sich der Injektionspacker nicht oder nur schlecht verspannen lassen, aber andererseits übt die verspannte Gummihülse, die sich nach Abschrauben der Einfülllnippelhülse wieder zu entspannen sucht, eine starke Kraft auf die Finger der Klemmscheibe aus. Dabei dürfen die Finger nicht verbogen werden, sonst kann es passieren, daß die Klemmscheibe ihren Halt verliert und die Gummihülse sich mindestens zum Teil wieder entspannt. Dann tritt entweder Injektionsgut zwischen der Gummihülse und der Bohrlochwandung aus, oder der Injektionspacker verliert seinen Halt ganz und wird aus dem Bohrloch herausgedrückt. Ein einigermaßen zuverlässiges Funktionieren einer solchen Klemmscheibe setzt daher Elastizität der Finger, gleichzeitig aber auch erhebliche Stabilität und damit Wanddicke voraus, was sich nur bei Injektionspackern mit relativ großem Durchmesser verwirklichen lässt, wo die Finger auch die notwendige Länge haben können. Bei Injektionspackern für kleine Bohrlöcher mit beispielsweise 10 mm Durchmesser erscheint das nicht mehr realisierbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Eintages-Injektionspacker zu schaffen, bei dem ein leichtes Setzen im Bohrloch möglich und eine sichere feste Verspannung im Bohrloch auch nach Abschrauben der Einfüllnippelhülse gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene Anordnung gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei dem erfindungsgemäßen Injektionspacker ist der Klemmring mit Fingern der bekannten Anordnung ersetzt durch eine auf dem Gewinde sitzendes Ringelement vorzugsweise in Gestalt entweder eines starren geschlitzten Rings, beispielsweise aus Federstahl, oder eines weichen Rings, beispielsweise aus Gummi, der mit einer dem hinteren Stirnende der Gummihülse zugeordneten Druckscheibe mit einer sich nach hinten konisch erweiternden, das Ringelement aufnehmenden Öffnung zusammenwirkt. Beim Verspannen des Injektionspackers durch weiteres Aufschrauben der Einfüllnippelhülse, die unmittelbar oder mittelbar über einen Druckring axial auf die das Ringelement aufnehmende Druckscheibe einwirkt, wird das Ringelement, das sich radial aufspreizen kann, durch die Stirnfläche der Einfüllnippelhülse oder des Druckrings von Gewindegang zu Gewindegang axial auf dem Druckrohr vorgeschoben. Da sich dabei das Ringelement im axial hinteren, erweiterten Teil der Aufnahmeöffnung der Druckscheibe befindet, kann es sich radial aufspreizen. Wird nach dem Injektionsvorgang die Einfüllnippelhülse wieder heruntergeschraubt, drückt die gestauchte Gummihülse unter geringfügiger Entspannung die Druckscheibe axial um eine geringe Distanz zurück, so daß die konische Aufnahmeöffnung nun mit ihrem axial vorderen engeren Endbereich am Ringelement anliegt und mit seiner konischen Wandung das Ringelement fest in den betreffenden Gewindegang presst, ein Aufspreizen des Ringelements völlig sperrt und damit das Ringelement unter Ausnutzung des von der Gummihülse erzeugten Axialdrucks fest arretiert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die anliegende Zeichnung mehr im einzelnen beschrieben, welche einen Injektionspacker nach der Erfindung im Axialschnitt zeigt.
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Die Zeichnung ist stark schematisiert, um das Wesentliche der Erfindung augenfälliger zum Ausdruck zu bringen. Daher ist die Zeichnung auch nicht maßstäblich.
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Der in der einzigen Figur dargestellte erfindungsgemäße Injektionspacker besteht aus einem metallenen Rohrkörper 1 mit einem Druckrohr 11 mit (übertrieben dargestelltem) Außengewinde 12 mindestens im hinteren Bereich und mit einer am vorderen Ende angeformten Ringscheibe 13, weiter aus einer auf das Druckrohr 11 aufgeschobenen Gummihülse 2, einer auf das hintere Ende des Druckrohrs aufgeschraubten Einfüllnippelhülse 3 mit einem längeren Hülsenteil 31, einem am hinteren Ende gebildeten Einfüllnippel 32 und einem am hinteren Endbereich des Hülsenteils 31 angeformten Außensechskant 33, sowie aus einer zwischen der Gummihülse 2 und der Einfüllnippelhülse 3 auf dem Druckrohr 11 angeordneten Druckscheibe 4 und einem in einer Öffnung der Druckscheibe 4 sitzenden Ringelement 5. Vorzugsweise ist zwischen der Einfüllnippelhülse 3 und der Druckscheibe 4 noch eine Zwischenscheibe 6 angeordnet.
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Im vorderen Bereich des Druckrohrs 11 ist dessen Bohrung 14 zu einer Kugelrückschlagventilkammer 15 erweitert, in der axial hintereinander eine vordere harte Ventilkugel 7, z. B. aus Kunststoff oder Stahl, und eine hintere weiche Ventilkugel, z. B. aus Gummi angeordnet sind. Vorderhalb der Ventilkugeln 7, 8 ist der Rohrkörper mit einer Einquetschung 16 versehen, wodurch der Bohrungskanal dort in eine quer zur Zeichenebene längliche Querschnittsform verformt wird, dessen Verengung einen Austritt der Ventilkugeln 7, 8 nach vorne verhindert und dessen längliche Form ein Vorbeiströmen von Medium an den Ventilkugeln beim Injektionsvorgang ermöglichen, auch wenn die Ventilkugeln an der Verengung anliegen.
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Die Druckscheibe 4 hat eine relativ große axiale Ausdehnung und eine Bohrung, die am vorderen Ende (die Begriffe ”vorne”, ”hinten” beziehen sich stets auf die durch einen Pfeil gekennzeichnete Injektionsrichtung) dem Außendurchmesser des Gewindes 12 entspricht und sich dann konisch nach hinten zu einer Kammer 41 erweitert, in welcher sich das Ringelement 5 befindet. Das Ringelement 5 kann ein harter geschlitzter Ring, z. B. aus Federstahl oder auch hartem Kunststoff sein, oder es kann ein weicher geschlossener Ring, z. B. aus Gummi sein. Das Ringelement sitzt jeweils in einem Gewindegang des Außengewindes 12. Beim Aufschrauben der Einfüllnippelhülse 3 auf das Druckrohr 11 drückt deren vorderes Stirnende über die Zwischenscheibe 6 und die Druckscheibe 4 die Gummihülse 2 axial zusammen. Dabei schiebt die Zwischenscheibe 6, während sie sich axial auf dem Außengewinde 12 des Druckrohrs 11 nach vorne verschiebt, das Ringelement 5 ebenfalls nach vorne, wobei das Ringelement sich jeweils elastisch radial aufspreizt, um so axial von Gewindegang zu Gewindegang zu springen. Im rückwärtigen erweiterten Teil der Kammer 41 ist der notwendige radiale Spielraum für diese radiale elastische Aufweitung des Ringelements 5 vorhanden.
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Wird nach dem Injektionsvorgang die Einfüllnippelhülse 3 abgeschraubt, sucht die axial stark gestauchte und unter hoher Spannung stehende Gummihülse 2 sich zu entspannen und drückt die Druckscheibe 4 nach rückwärts, wodurch deren konische Öffnungswand 42 sich am Ringelement 5 anliegt und dieses nach Art eines Keilgetriebes fest in den jeweiligen Gewindegang des Außengewindes 12 preßt. Dadurch wird im Zusammenwirken des Ringelements 5 mit der konischen Öffnungswand 42 der Druckscheibe 4 die Verspannung der Gummihülse 2 und damit die feste Verspannung des Injektionspackers im Bohrloch sicher arretiert und gewährleistet. Die Zwischenscheibe 6 sitzt dann lose auf dem Druckrohr und hat keine weitere Bedeutung mehr.
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Das Ringelement 5 hat, wie dargestellt, zweckmäßigerweise einen Kreisquerschnitt, insbesondere wenn es als geschlitzter Ring aus Federstahl hergestellt ist, weil dies fertigungstechnisch günstig ist. Die Ringquerschnittsform kann aber, insbesondere wenn es sich um einen geschlossenen Ring aus weichem Material handelt, auch anders gestaltet sein.
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Wesentlich ist, daß die Bohrung der Druckscheibe 6 mit enger Toleranz dem Durchmesser des Außengewindes 12 entspricht, damit das Ringelement 5 von Gewindegang zu Gewindegang weitergeschoben werden kann. Auf die Zwischenscheibe 6 könnte verzichtet werden, wenn die Einfüllnippelhülse am vorderen Stirnende im wesentlichen keine Ansenkung am Gewindeeinlauf hat. Da aber in der Regel zum leichteren Aufschrauben der Einfüllnippelhülse deren Gewindeeinlauf etwas angesengt ist, ist die Verwendung der Zwischenscheibe 6 zu bevorzugen.
