DE19600222C2 - Nachdruckvorrichtung zum Füllen von Hohlräumen in Bauwerkswänden, die zwischen einem Packer und einer Injektionsmassenpumpe anordenbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nachdruckvorrichtung zum Füllen von Hohlräumen in Bauwerkswänden, die zwischen einem Packer und einer Injektionsmassenpumpe anordenbar ist. Insbesondere zum Sanieren von Altmauerwerk und/oder zum Erzeugen einer Horizontalsperre gegen aufsteigende Feuchtigkeit wird die mittels der Pumpe durch den sogenannten Packer eine Injektionsmasse, z. B. eine Zementsuspension, in den Hohlraum gepreßt.

Es sind Vorrichtungen bekannt (DE 84 21 167 U1, DE 87 00 534 U1) bzw. vorgeschlagen worden (DE 42 20 684 A1; DE 43 40 253 A1), die aus einer Pumpe und einem Packer bestehen, wobei die Injektionsmasse durch die Pumpe, z. B. eine Membranpumpe, aus einem Vorratsbehälter über eine Schlauchleitung durch den Packer in die Hohlräume gepreßt wird. Die Packer sind so gestaltet, daß sie das Bohrloch gegen den Packer bzw. die Schlauchleitung abdichten und die eingepreßte Injektionsmasse nicht nach außen dringen kann. Nach dem Einpressen der Injektionsmasse werden die Packer von der Schlauchleitung getrennt, damit weitere Packer bedient oder Packer und/oder Teile davon ausgetauscht werden können. Es hat sich gezeigt, daß nach beendetem Injektionsvorgang infolge der Volumenkontraktion beim Kristallisations- bzw. Vernetzungsvorgang der Injektionsmasse eine Volumenschwindung der Injektionsmasse eintritt, wodurch wiederum Hohlräume entstehen.

Um diesem Prozeß weitgehend entgegenzuwirken bzw. die Hohlräume so klein wie möglich zu halten, aber auch um die Injektionszeiten so gering wie möglich zu halten, ist es üblich, bei Injektionsverfahren mit einem überdimensionierten Injektionsdruckniveau zu arbeiten. Dadurch findet bei volumetrisch gefüllter Kavität eine Kompression der injizierten Masse statt. Dies führt zu Aufschäumungen, Lufteinschlüssen und thermischer Zersetzung (sogenannten Dieseleffekten) der meist chemisch reaktiven Injektionsmassen. Es kommt zu unkalkulierbaren und oft toleranzüberschreitenden Mängeln am Resultat des gesamten Injektionsvorganges.

Deshalb wurde bereits gefunden, nach dem Abbinden in den ausgehärteten beispielsweise mit Zementsuspension aufgefüllten Hohlraum ein Loch zu bohren, in das ein in seinem Außendurchmesser kleiner Packer eingesetzt wird. Über diesen Packer wird dann über eine Pumpe eine Silikatlösung unter einem Druck von 7-25 bar in die ausgehärtete Zementsuspension injektiert. Ein derartiges Vorgehen ist verhältnismäßig umständlich und zeitraubend und aufgrund der damit verbundenen Lohnkosten auch teuer. Für die unterschiedlichen Medien und die unterschiedlichen Drücke werden in der Regel getrennte Pumpen verwendet. Die unterschiedlichen Packer für die unterschiedlichen Bohrungen sind mit einem zusätzlichen Materialaufwand verbunden. Unabhängig davon nimmt die ausgehärtete Zementsuspension nicht immer in ausreichendem Maße die Silikatlösung auf, so daß die angestrebte Horizontalsperre gegen aufsteigende Feuchtigkeit nicht immer vollkommen gewährleistet ist.

Eine weitere Vorrichtung zum Injizieren von Bindemitteln oder Dichtungsmaterial in Risse in Betonbauteile (EP 0146931 B1) besteht aus einem Zuführungsrohr und einem Anschlußrohr mit dazwischen liegendem Druckpufferschlauch. Anstelle der bisher beschriebenen Packer wird hier auf das Mauerwerk eine Platte gebracht, die nach der Injektion wieder zu entfernen ist. Letztlich sind Vorrichtungen bekannt (DE 93 12 858 U1, DE 93 12 859 U1), die aus Packer und Druckpufferschlauch bestehen. Bei diesen Lösungen mit Druckpufferschlauch ist nachteilig, daß der Druckpufferschlauch ein eng begrenztes Volumen besitzt, so daß nur relativ kleine Mengen von Injektionsmasse nachgedrückt werden können. Auch ist der Injektionsdruck durch die Elastizität des Druckpufferschlauches vorgegeben und nicht variierbar, was aber je nach Zusammensetzung der Injektionsmasse oder nach Art des zu füllenden Hohlraumes erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nachdruckvorrichtung zum Füllen von Hohlräumen in Bauwerkswänden bereitzustellen, die bei geringem Injektionsdruck der Bildung von Hohlräumen durch Volumenkontraktion der Injektionsmasse entgegenwirkt, mit verschiedenen Mengen von Injektionsmassen bei verschiedenen Drücken einsetzbar und einfach in der Handhabung und Wartung ist und wiederverwendbare Teile aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Vorrichtung bei niedrigem Injektionsdruckniveau einsetzbar ist, wodurch die bereits beschriebenen Mängel, die durch Kompression der injizierten Masse auftreten, vermieden werden. Der nach beendetem Injektionsvorgang infolge der Volumenkontraktion beim Kristallisations- bzw. Vernetzungsvorgang der Injektionsmasse eintretenden Volumenschwindung der Injektionsmasse wird aktiv entgegengewirkt, wodurch Fehlstellen in den Füllungen weitgehend vermieden werden. Dabei sind je nach Hohlraumart und/oder Zusammensetzung der Injektionsmasse die benötigte Vorratsmenge oder die Nachdruckstärke variabel.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1a/1b: die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Flußrichtung

Fig. 2: eine Seitenansicht dieser Vorrichtung,

Fig. 3a: einen Vorratsbeutel mit Haltevorrichtung,

Fig. 3b: die Seitenansicht von Fig. 3a,

Fig. 4a: ein Scharnierstück,

Fig. 4b: die Seitenansicht von Fig. 4a,

Fig. 5a: eine Platte eines Scherenstückes,

Fig. 5b: die Seitenansicht von Fig. 5a,

Fig. 6: eine Blattfeder,

Fig. 7a/7b: eine aufklappbare Überwurfmutter und

Fig. 7c: die Seitenansicht der Überwurfmutter in Flußrichtung.

In Fig. 1a, 1b und 2 sind die Vorder- und die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Nachdruckvorrichtung dargestellt.

Ein Scherenstück 1 besteht aus zwei gleichen Platten, vorzugsweise aus Kunststoff, die mit ihren Plattenseiten aneinanderliegen. Dabei sind die unteren Plattenenden in ihrer gesamten Breite derart geformt, daß sie jeweils einen Teil einer zylinderförmigen Führung 2 zur Aufnahme eines Bolzens, beispielsweise eines Scharnierstückes 3, ergeben, d. h., daß der Querschnitt (Fig. 5b) jeder Platte nach unten kreisbogenförmig ausläuft. Die Länge der kreisbogenförmigen unteren Schenkel der Platten des Scherenstückes 1 richtet sich nach dem größten gewünschten Öffnungswinkel des Scherenstückes 1. Wird das Scherenstück 1, also beide Platten, oben auseinander gedrückt und unten zusammengehalten, ergeben die beiden Platten des Scherenstückes 1 in Flußrichtung eine "v"-förmige Öffnung, wobei letztlich die schalenförmigen Plattenenden an ihrem unteren Ende, unterhalb des Bolzens, aneinander stoßen. In Abhängigkeit vom "Schalendurchmesser" und von der unteren Schenkellänge der Platten bzw. der zylinderförmigen Führung 2 ergibt sich also ein konkreter maximaler Öffnungswinkel. Das in der zylinderförmigen Führung 2 befindliche zylindrische Scharnierstück 3 ist rohrförmig und ist in Achsrichtung geschlitzt (Fig. 4a und 4b).

Der Innendurchmesser des Scharnierstückes 3 ist so bemessen, daß in ihn ein zylindrisches Haltestück 4 einschiebbar ist, an dem eine geschlossene Seite eines Vorratsbeutels 5 befestigt ist, der zwischen den Platten des Scherenstückes 1 angeordnet wird. Es ist auch möglich, daß die untere Seite des Beutels 5 erst mittels Haltestück 4 verschlossen wird. Oben ist der Vorratsbeutel 5 offen, seine Öffnung endet in einem Schlitz eines am Vorratsbeutel 5 befestigten Verbindungsrohres 6. Die zylinderförmige Führung 2 mit dem eingeschlossenen Scharnierstück 3 kann von einer Scharniergegenschale 7 einer Blattfeder 8 (Fig. 6) zusammengehalten werden (Fig. 1a). Es gibt aber auch andere Lösungen zum Zusammenhalten der beiden Platten des Scherenstückes 1 (Fig. 1b).

Zur Verbindung des Verbindungsrohres 6 mit einer nicht dargestellten Schlauchleitung, durch die die Injektionsmasse durch das Verbindungsrohr 6 gepreßt wird, ist eine Überwurfmutter 9 vorgesehen. Zur schnellen Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor Ort ist diese Überwurfmutter klappbar gestaltet. Erfahrungsgemäß läßt sich eine mit Injektionsmasse in Berührung gekommene Schraubverbindung relativ schwer lösen.

Fig. 3a und 3b zeigen den Vorratsbeutel 5 mit Haltevorrichtung, bestehend aus der unteren Halterung, dem zylindrischen Haltestück 4, und einer oberen Halterung, mit Eintrittsöffnung für die "Vorratsinjektionsmasse", dem Verbindungsrohr 6. Das Verbindungsrohr 6 ist so lang, daß seine Enden über die Breite des Vorratsbeutels 5 zur Befestigung von Anschlußelementen hinausragen. Dabei können die Enden des Verbindungsrohres 6 zum Befestigen der Anschlußelemente unterschiedlich gestaltet sein, z. B. zur Aufnahme eines Schnappverschlusses oder einen Schraubverschlusses.

Fig. 4a und 4b zeigen das Scharnierstück 3 mit einem Schlitz 10, durch den der Vorratsbeutel 5 mit dem an ihm befestigten zylindrischen Haltestück 4 geschoben wird. Am Mantel des Scharnierstückes 3 sind, vorzugsweise mittig, beispielsweise zu beiden Seiten des Schlitzes 10, Axialverschiebesicherungswülste 11 angeordnet. Sie sind so dimensioniert, daß sie in die in die zylinderförmige Führung 2 der schalenförmigen Enden der Platten eingearbeiteten Aussparungen (Fig. 5a), die Axialverschiebesicherungsnuten 12, passen und das Scharnierstück 3 so gegen axiales Herausrutschen sichern. Damit die beiden Platten des Scherenstückes 1 zusammengehalten werden und ein Scharnier ergeben, ist die Blattfeder 8, Fig. 6, vorgesehen. Sie drückt die Platten des Scherenstückes 1 mittig mit ihren Federschenkeln aneinander. Bei dieser Ausführungsform der Blattfeder 8 wird das Scherenstück 1 in seinem Scheitel durch die angeordnete Scharniergegenschale 7 zusätzlich drehbar gelagert.

Fig. 7 zeigt eine vorzugsweise aufklappbare Überwurfmutter 9 im Detail. Die Überwurfmuttern 9 dienen der Verbindung des Verbindungsrohres 6 mit der Injektionsmassenzuführeinrichtung oder mit solchen Anschlußelementen, die geeignet sind, jeweils beispielsweise einen Schlauch mit und ohne Absperrventil zu befestigen. Sie können aber auch der Verbindung von Verbindungsrohr 6 und handelsüblichen Packern oder zwischengeschalteten handelsüblichen oder bereits vorgeschlagenen Kupplungs- und Anschlußsystemen mit und ohne Verschlußfunktion dienen.

Wie in bisher üblicher Weise wird Injektionsmasse über Anschlußsystem und Packer in die Kavitäten gepumpt, wobei die Injektionsmasse die zwischengeschaltete Nachdruckvorrichtung durch die Bohrung zunächst ungehindert durchströmen kann. Wird in den Schlauch eine Injektionsmasse, beispielsweise eine Zementsuspension, gedrückt, so tritt diese nach dem Durchfluß durch das Verbindungsrohr 6 am anderen Ende wieder aus, wenn einerseits das zweite Schlauchende offen ist und andererseits der Druck entsprechend gewählt wird. Da das offene Ende des Packers aber letztlich in einem mit einer Injektionsmasse zu füllenden Mauerspalt oder in einer sonstigen Öffnung eines mit einer Injektionsmasse zu füllenden Raumes steckt, ist irgendwann der Zeitpunkt erreicht, wo momentan genügend Injektionsmasse eingefüllt wurde, so daß die Öffnung zu schließen scheint.

Ist die Kavität gefüllt, baut sich sofort der volle Injektionsdruck auf, wodurch der Vorratsbeutel 5 gegen die Federkraft der Blattfeder 8 ebenfalls gefüllt wird.

Da die in das Mauerwerk gefüllte Injektionsmasse beim Aushärten schwinden kann, wird dann durch den von der Blattfeder 8 erzeugten Druck auf die Platten des Scherenstückes 1 Injektionsmasse aus dem Vorratsbeutel 5 in das Mauerwerk nachgedrückt, selbst wenn die eigentliche Druckvorrichtung, z. B. eine nicht dargestellte Injektionspumpe, beispielsweise durch ein nicht dargestelltes Absperrventil außer Funktion ist oder bereits vom Druckschlauch getrennt wurde. Kurz vor dem Abtrennen der Druckvorrichtung kann die beschriebene Nachdruckvorrichtung auch wie ein Blasebalg wirken; es ist vorteilhaft, die Druckvorrichtung erst dann abzutrennen, wenn das Nachfließen aus dem Vorratsbeutel 5 als ausreichend eingeschätzt wird. Das "Nachdrücken" kann solange erfolgen, wie sich Injektionsmasse in dem Vorratsbeutel 5 befindet, wenn diese nicht durch Kristallisation oder Vernetzung erstarrt ist. Es ist aber auch möglich, selbst nach Trennung von Nachdruckvorrichtung und Druckvorrichtung Injektionsmasse in die Nachdruckvorrichtung nachzufüllen, solange die darin befindliche Injektionsmasse nicht erstarrt ist.

Ist der Druckvorgang beendet, d. h., daß keine Injektionsmasse mehr aus dem Vorratsbeutel 5 über den Schlauch in das Mauerwerk gedrückt wird, werden die klappbaren Flügelschrauben, die Überwurfmuttern 9, geöffnet und der in der Regel unbrauchbare (nicht wiederverwendbare) Vorratsbeutel 5 kann bequem entfernt und entsorgt werden. Durch die Klappbarkeit der Überwurfmuttern 9 ist eine leichte Demontage möglich und es Bedarf keines Aufwandes, zu prüfen, ob sie wiederverwendet werden können.

Durch diese Funktionsweise ist es dem Anwender möglich, auch bei niedrigen Injektionsdrücken sehr schnelle und qualitativ hochwertige Injektionen durchzuführen. Dies geschieht also dadurch, daß der Anwender mit Hilfe der Injektionspumpe nur noch die Kavität mit Injektionsmasse vorfüllen muß, da nach Füllen der Kavität automatisch der Vorratsbeutel 5 gefüllt wird. Damit wird dem Anwender visuell angezeigt, ob die Kavität mit Injektionsmasse volumetrisch gefüllt ist, wenn ja, kann er sich sofort der nächsten Kavität zuwenden. Durch unterschiedliche Blattfedern 8 kann der jeweils zu füllende Hohlraum mit entsprechenden Injektionsdrücken, sowohl mit niedrigen als auch mit höheren Drücken, variiert werden.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1

Scherenstück

2

zylinderförmige Führung

3

Scharnierstück

4

zylindrisches Haltestück

5

Vorratsbeutel

6

Verbindungsrohr

7

Scharniergegenschale

8

Blattfeder

9

Überwurfmutter

10

Schlitz

11

Axialverschiebesicherungswulst

12

Axialverschiebesicherungsnut

Claims (5)

1. Nachdruckvorrichtung zum Füllen von Hohlräumen in Bauwerkswänden, die zwischen einem Packer und einer Injektionsmassenpumpe anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachdruckvorrichtung ein Scherenstück (1) aus zwei mit ihren Plattenseiten aneinanderliegenden gleichen Platten aufweist, die an ihrem unteren Ende in der gesamten Breite derart zueinander geformt sind, daß sich zwischen ihnen eine zylindrische Führung (2) zur Aufnahme eines Scharnierstückes (3) ergibt, daß zwischen den Platten des Scherenstückes (1) ein Vorratsbeutel (5), dessen Querschnitt ungefähr dem Querschnitt der Platten des Scherenstückes (1) entspricht, angeordnet ist, wobei die Öffnung des Vorratsbeutels (5) in einem zwischen Packer und Injektionsmassenpumpe anordenbaren Verbindungsrohr (6) endet, und daß eine die Platten mit ihren Federschenkeln aneinanderdrückende Blattfeder (8) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Platten schalenförmig ausgebildet sind und eine Aussparung als Axialverschiebesicherungsnut (12) aufweisen und daß am Scharnierstück (3) ein Axialverschiebesicherungswulst (11) angebracht ist, der etwa ebenso breit wie die Axialverschiebesicherungsnut (12) ist und in diese eingreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Scheitel der Blattfeder (8) zur Führung der schalenförmigen Plattenenden eine Scharniergegenschale (7) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Verbindungsrohres (6) mit einer Injektionsmassenzuführeinrichtung aufklappbare Überwurfmuttern (9) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom zu füllenden Loch abgewandte Seite der Überwurfmutter (9) ein Rückschlagventil enthält.