DE19604518A1 - Injektionspacker für Bohrlochverschlüsse in Mauerwerken - Google Patents
Injektionspacker für Bohrlochverschlüsse in MauerwerkenInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf einen Injektionspacker für
Bohrlochverschlüsse in Mauerwerken, Betonbauteilen, Holz
od. dgl. mit einer mit einem Verschlußelement versehenen
durchgehenden inneren Längsbohrung sowie mit haftungserhö
henden Verankerungsmitteln an der Packeraußenfläche.
Ein derartiger mit einem Verschlußelement versehener Injek
tionspacker ist beispielsweise aus dem DE-U-93 12 859 der
Anmelder bekannt. Dort ist als Verschlußelement eine im In
neren der Längsbohrung gehaltene Kugel vorgesehen, die sich
in Schließrichtung gegen eine Injektionsbohrung kleineren
Durchmessers abstützt und in Öffnungsrichtung von in das
Bohrungsinnere ragende Zungen oder Wülste abstützt.
Derartige Verschlußelemente werden insbesondere dann einge
setzt, wenn die Gefahr besteht, daß das einzubringende In
jektionsmittel die Tendenz hat, durch den Injektionspacker
wieder nach außen zu fließen. Um hier eine sichere Abdich
tung zu erreichen, werden die Verschlußelemente vorgesehen.
Ein Nachteil der bekannten Lösung besteht darin, daß auf
grund der geometrischen Verhältnisse der zur Verfügung ste
hende Gesamtdurchtrittsquerschnitt vergleichsweise gering
ist, so daß das Einbringen dickflüssiger oder zähflüssiger
Materialien gewisse Probleme bereitet. Ein weiterer Nach
teil bei der bekannten Lösung besteht darin, daß beispiels
weise dann, wenn hochviskose Flüssigkeiten eingespritzt
werden, daß nach Druckabbau dieses hochviskose Material
durch den Packer so langsam nach außen fließen kann, daß
nicht sichergestellt ist, daß die Kugel des Kugelventiles
in Schließrichtung mitgenommen wird, so daß dann das hoch
viskose Material nach außen wieder austreten kann.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lösung,
mit der die Handhabung derartiger mit Verschußelement ver
sehene Injektionspacker vereinfacht wird, insbesondere da
durch, daß der zur Verfügung stehende wirksame Durchtritts
querschnitt möglichst groß ist und darüber hinaus ein si
cheres Schließen gewährleistet ist.
Mit einem Injektionspacker der eingangs bezeichneten Art
wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
das Verschlußelement als federbeaufschlagter Ventilstößel
ausgebildet ist, dessen Stößelkopf sich in der Verschlußla
ge dichtend im Bereich der in das Bohrloch einzuführenden
vorderen Packerstirnwand anlegt.
Dadurch, daß das Verschlußelement als federbeaufschlagter
Ventilstößel ausgebildet ist, ist es möglich, größere wirk
same Durchströmquerschnitte zu erreichen, als dies bei Ku
gelabdichtungen schon wegen des notwendigen Kugelkäfiges
möglich ist, auch ist sichergestellt, daß der Ventilstößel
unabhängig vom Gegendruck schließt.
Die Gestaltungen können dabei sehr vielfältig sein, ohne
den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere
kann vorgesehen sein, im Inneren der Längsbohrung den
Durchfluß des Injektionsmittels erlaubende Konsolen als
Auflager für eine Stößelfeder vorzusehen, wobei sich die
Stößelfeder zweckmäßig an einem verbreiterten Auflagering
am Stößelschaft abstützt.
Da im Regelfalle die Injektionspacker aus Kunststoff gefer
tigt sind, ist es auch möglich, die Feder als integralen
Bestandteil der Auflagekonsolen auszubilden, etwa dadurch,
daß die Konsolen mit Federzungen versehen sind, die den
Stößel in Schließrichtung treiben. Ohne daß die Erfindung
hierauf beschränkt wäre, kann zur vereinfachten Montage der
Ventilstößel mit Dichtkopf, Stößelschaft und Federanschlag
wulst bzw. Auflagering mehrteilig ausgebildet sein.
Wie an sich bekannt, kann die Außenfläche des Packers im
Bereich des Stößeldichtkopfes als Zentrierzylinder ausge
bildet sein, um das Einschlagen zu erleichtern. Dieser Zen
trierzylinder kann aber auch dazu herangezogen werden, Ver
längerungsstücke anzusetzen, etwa wie dies im
DE-U-94 18 440 der Anmelder beschrieben ist.
Eine andere Möglichkeit, ein Federverhalten des Ventilstö
ßels zu ermöglichen, besteht darin, daß der Stößelschaft
wenigstens bereichsweise aus einem federelastischen Mate
rial gebildet ist und/oder daß der Stößelschaft federbela
stet teleskopierbar ausgebildet ist.
Eine Art der Ausführungsform zur Lösung der gestellten Auf
gabe besteht darin, daß das Verschlußelement als federbe
aufschlagter Ventilstößel ausgebildet ist, dessen Stößel
kopf sich in der Verschlußlage dichtend an einer Dicht
schulter der Längsbohrung anlegt.
Dadurch, daß das Verschlußelement als federbeaufschlagter
Ventilstößel ausgebildet ist, ist es möglich, größere wirk
same Durchströmquerschnitte zu erreichen, als dies bei Ku
gelabdichtungen schon wegen des notwendigen Kugelkäfiges
möglich ist, auch ist sichergestellt, daß der Ventilstößel
unabhängig vom Gegendruck schließt.
Die Gestaltungen können dabei sehr vielfältig sein, ohne
den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Insbesondere
kann vorgesehen sein, daß der den Stößelkopf tragende Stö
ßelschaft als Spiralfeder ausgebildet ist.
Diese Ausgestaltung macht es möglich, einen Injektions
packer auch mit einem federbeaufschlagten Ventilstößel aus
zurüsten, wenn es sich um vergleichsweise kleine Baugrößen
handelt mit kleinem Innendurchmesser.
Diesem Wunsch wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
auch dadurch Rechnung getragen, daß im Inneren der Längs
bohrung den Durchfluß des Injektionsmittel erlaubende Kon
solen als Auflager für die den Schaft bildende Spiralfeder
vorgesehen sind.
Zweckmäßig kann sich dabei die Stößelfeder an einem sich
auf der Konsole abstützenden durchbrochenen Auflageteller
abstützen.
Da im Regelfalle die Injektionspacker aus Kunststoff gefer
tigt sind, ist es zweckmäßig, wie dies die Erfindung eben
falls vorsieht, auch den Stößelkopf, die Stößelfeder und
den Auflageteller einstückig als ein Kunststoffelement aus
zubilden.
Um einmal eine einfache Montage zu gewährleisten und zum
anderen eine möglichst störungsfreie Funktion während des
Gebrauchs, sieht die Erfindung zwei Ausgestaltungen vor,
die darin liegen, daß der Auflageteller mit nach außen wei
senden Stützfingern ausgerüstet ist, die sich in der Ein
baulage an der Konsole abstützen und einen geringen Verfor
mungsweg zum Überschnappen der Konsole beim Einbau gegen
die Öffnungsrichtung der Feder zulassen, und zum anderen,
daß im Inneren der Durchgangsbohrung eine Anlagefläche für
den Stößelkopf vorgesehen ist, die mit Führungsschrägen zur
Führung und Zentrierung des Stößelkopfes in der Einbau- und
Gebrauchslage versehen ist.
Die Stützfinger des Auflagetellers ermöglichen einen leich
ten Einbau der Einheit aus Stößelkopf, Stößelfeder und Auf
lageteller, die Führungsschrägen an der Auflagefläche des
Stößelkopfes sorgen nicht nur beim Einbau für eine entspre
chende Zentrierung, sondern auch während des Gebrauchs des
Injektionspackers für eine Führung des Stößelkopfes in den
dichtenden Sitz.
Wie an sich bekannt, kann die Außenfläche des Packers im
Bereich des Stößeldichtkopfes als Zentrierzylinder ausge
bildet sein, um das Einschlagen zu erleichtern. Dieser Zen
trierzylinder kann aber auch dazu herangezogen werden, Ver
längerungsstücke anzusetzen, etwa wie dies im
DE-U-94 18 440 der Anmelder beschrieben ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in vereinfachter
Schnittdarstellung in
Fig. 1 einen Injektionspacker nach der Erfindung im
Schließzustand,
Fig. 2 in gleicher Darstellung den Injektionspacker
im Öffnungszustand,
Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt des Injek
tionspackers im Bereich der Auflagekonsolen,
Fig. 4 eine Aufsicht etwa gemäß Pfeil IV in Fig. 3,
Fig. 5 den den Auflagering bereitstellenden Kopf am
Ventilstößel,
Fig. 6 eine verkürzt wiedergegebene Darstellung ei
nes Ventilstößels mit den Fig. 3 bis 6 im
vergrößerten Maßstab,
Fig. 7 eine Variante eines Ventilstößels,
Fig. 8 einen Injektionspacker etwa in Originalgrö
ße,
Fig. 9 einen Injektionspacker mit Verlängerungs
stück sowie in den
Fig. 10 und 11 in vergrößerter Darstellung einen Injek
tionspacker, teilweise geschnitten, mit dem
Ventilstößel in Schließstellung (Fig. 10)
und in Öffnungsstellung (Fig. 11).
Der allgemein mit 1 bezeichnete Injektionspacker soll im
dargestellten Beispiel aus Kunststoff bestehen und dient
zum Einschlagen z. B. in ein im Mauerwerk 2 befindliches
Bohrloch 3, wobei Mauerwerk und Bohrloch in Fig. 1 ledig
lich andeutungsweise wiedergegeben sind. Um die Zentrierung
im Bohrloch 3 zu erleichtern, weist der Injektionspacker 1
einen Bereich 4 als Zentrierzylinder und zum Anschluß einer
Injektionsmittelquelle einen Kupplungsschaft 5, z. B. eine
Wasserschnellkupplung, auf, wobei der Schaftbereich zwi
schen dem Zentrierzylinder 4 und dem Kupplungsschaft 5 mit
umlaufenden Dichtwülsten 6 versehen ist in unterschiedli
cher Dicke und unterschiedlichem Durchmesser, worauf es
hier aber nicht näher ankommt.
Im Inneren ist der Injektionspacker 1 mit einer Längsboh
rung 7 versehen, die im dargestellten Beispiel aus zwei Be
reichen besteht, die querschnittlich unterschiedlich groß
sind. So ein erster Bohrungsbereich 7a mit etwas geringerem
Durchmesser und ein zweiter Bohrungsbereich 7b mit größerem
Durchmesser, wobei im Übergang im dargestellten Beispiel
vier Auflagekonsolen 8 am Umfang vorgesehen sind, auf denen
sich, wie sich dies insbesondere aus den Fig. 1 und 2 er
gibt, eine Druckfeder 9 abstützt.
Der größere Bohrungsbereich 7b wird von einem Ventilstößel,
allgemein mit 10 bezeichnet, durchsetzt, wobei der Ventil
stößel 10 einen Stößelschaft 11, einen Stößelkopf 12 und
einen gegenüberliegenden Fixierkopf 13 für die Feder 9 auf
weist, wobei der Fixierkopf 13 im dargestellten Beispiel
auf einen entsprechenden Kopfbereich 18 des Stößelschaftes
11 aufklippsbar ist und dabei auf seiner Unterfläche einen
Auflagering 14 für die Feder 9 bildet.
Der Stößelkopf 12 weist eine Auflageringschulter 15 auf,
die sich in der Dichtlage an einer entsprechenden Phase 16
der mit 17 bezeichneten Stirnseite des Injektionspackers 1
dichtend anlegen kann.
Die Wirkungsweise ist dabei die folgende:
Ist der Ventilstößel 10 montiert, dies geschieht dadurch, daß von rechts der Stößel ohne Fixierkopf 13 durch die Kon solen 8 hindurchgeführt wird, von links die Feder 9 aufge schoben wird und anschließend von links der Fixierkopf 13 auf den entsprechenden Befestigungsansatz 18 aufgeklippst wird, wobei sich die Richtungsangaben auf die Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 beziehen. Nun kann der Injektionspacker 1 in eine Bohrung 3 eingebracht werden.
Ist der Ventilstößel 10 montiert, dies geschieht dadurch, daß von rechts der Stößel ohne Fixierkopf 13 durch die Kon solen 8 hindurchgeführt wird, von links die Feder 9 aufge schoben wird und anschließend von links der Fixierkopf 13 auf den entsprechenden Befestigungsansatz 18 aufgeklippst wird, wobei sich die Richtungsangaben auf die Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 beziehen. Nun kann der Injektionspacker 1 in eine Bohrung 3 eingebracht werden.
Durch die Kraft der Druckfeder 9 wird der Stößelkopf 12 in
dichtende Anlage an der Stirnseite 17 des Injektionspackers
1 gehalten, wie sich dies aus Fig. 1 ergibt. In diesem Zu
stand kann der Injektionspacker in die Bohrung 3 einge
schlagen werden. Wird nun ein Injektionsmedium durch den
Injektionspacker 1 hindurchgepreßt, wird dazu zunächst eine
entsprechende Quelle am Kupplungsschaft 5 befestigt. Der
Druck des eingepreßten Mediums schiebt den Ventilstößel 10
in die in Fig. 2 dargestellte Öffnungsstellung, wobei die
Feder 9 komprimiert wird.
Wie sich insbesondere aus Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 3
ergibt, ist dabei durch die spezielle Art der Federaufhän
gung an den Konsolen 8 gewährleistet, daß immer noch ein
ausreichend großer Querschnitt für das Injektionsmedium zur
Verfügung steht.
Wird die Zufuhr des Injektionsmittels gestoppt, hat dieses
die Tendenz, in der Bohrung 3 wieder aus der Bohrung aus
treten zu wollen. Da der Stößelkopf 12 aufgrund der Feder 9
in Schließstellung verschoben wird, wird das Bohrloch 3
vollständig abgedichtet.
In Fig. 7 ist eine Variante des Ventilstößels dargestellt,
die funktionsmäßig gleichen Teile tragen die gleichen Be
zugszeichen, sind allerdings ergänzt durch ein "a".
Der Ventilstößel 10a weist dort an seinem Schaft 11a im
dargestellten Beispiel links einstückig einen Fixierkopf
13a mit einer Anlageschulter 14a für eine in Fig. 7 als
Kunststoffelement dargestellte Feder 9a auf, wobei beim
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 der Stößelkopf 12a am
Schaft 11a aufgeklippst ist. Der entsprechende Kopfbereich
ist mit 18a bezeichnet. In Fig. 7 ist im oberen Figurenteil
die Feder 9a in Streckstellung und im unteren Figurenbe
reich gestrichelt in komprimierter Stellung dargestellt.
Bei der in den Fig. 8 bis 10 dargestellten abgewandelten
Ausführungsform des Injektionspackers, dort allgemein mit
Ia bezeichnet, weist dieser einen Bereich 20 als Zentrier
zylinder auf und zum Anschluß einer Injektionsmittelquelle
einen Kupplungsschaft 21. An seiner Außenfläche weist der
Injektionspacker eine Reihe von Dichtwülsten 22 auf, die in
ihrer axialen Erstreckung unterschiedlich groß sein können,
etwa ausgehend vom Zentrierzylinder 20 zum Kupplungsschaft 21
in größer werdender radialer Erstreckung, worauf es hier
aber nicht näher ankommt. Der Kupplungsschaft 21 kann im
Falle eines Injektionspackers Ib gemäß Fig. 9 mit einem
Verlängerungsstück 23 ausgerüstet sein.
Wie sich insbesondere aus den Fig. 10 und 11 ergibt, weist
der Injektionspacker 1a bzw. 1b in seinem Inneren ein all
gemein mit 24 bezeichnetes Verschlußelement auf, welches
als einstückiges Kunststoffteil ausgebildet ist und einen
kegelstumpfförmigen Stößelkopf 25 aufweist, einen als Spi
ralfeder ausgebildeten Stößelschaft 26 sowie einen daran
einstückig angeformten Auflageteller 27, der mit einer
Mehrzahl von Stützfingern 28 ausgerüstet ist.
Der Stößelkopf 25 stützt sich in der in Fig. 10 wiedergege
benen Verschlußlage an einer Dichtschulter 29 in der Längs
bohrung 30 des Injektionspackers ab, diese Dichtschulter 29
ist auf ihrer zum Verschlußelement 24 weisenden Seite mit
Führungsschrägen 31 versehen, um den Stößelkopf 25 zu zen
trieren.
Neben der Dichtschulter 29 ist im Abstand dazu zum Abstüt
zen des Auflagetellers 27 bzw. der entsprechenden Stützfin
ger 28 in der Längsbohrung 30 des Injektionspackers 1a eine
Konsole 32 vorgesehen als umlaufende, nach innen weisende
Ringwulst.
Bei der Montage des Verschlußelementes 24 wird die Einheit
aus Stößelkopf, spiralfederartigem Stößelkopf 25, spiral
förmigem Stößelschaft 26 und Auflageteller 27 z. B. gemäß
Fig. 10 von rechts in das Innere des Injektionspackers 1a
eingeschoben, wobei der Auflageteller 27 mit den Stützfin
gern 28 über die umlaufende Konsole 32 geschoben wird, so
daß sich die Stützfinger 28 geringfügig verformen und über
die Konsole 32 schnappen. Dabei wird der Stößelkopf 25 über
die Zentrierschräge 31 an der Dichtschulter 29 fixiert.
Wird Material, im Beispiel der Fig. 11 von links, in den
Injektionspacker eingedrückt, wird vom einströmenden Mate
rial der Stößelkopf 25 zurückgedrängt und gibt die Durch
flußöffnung in der Dichtschulter 29 frei, so daß das Mate
rial den Injektionspacker durchfließen kann. Sobald sich
der Anpreßdruck nach Abschalten der Injektionsquelle abge
senkt hat, verschiebt die Feder 26 den Stößelkopf 25 in
dichtende Position, unterstützt durch ggf. zurückströmen
des, eingepreßtes Material.
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er
findung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den
Grundgedanken zu verlassen. So kann beispielsweise dann,
wenn wenigstens ein Teil des Schaftes 11 federelastisch
ausgebildet ist, auf die Feder 9 selbst verzichtet werden,
die Konsolen 8 können beispielsweise durch Federzungen in
Fig. 3 nach links verlängert sein, um sich am Fixierkopf 13
bzw. im Auflagering 14 anzulegen. Das hier als einstückige
Einheit beschriebene Verschlußelement kann auch aus mehre
ren Elementen, ggf. auch unterschiedliche Werkstoffe, ge
bildet sein u. dgl. mehr.
Claims (16)
1. Injektionspacker für Bohrlochverschlüsse in Mauerwerken,
Betonbauteilen, Holz od. dgl. mit einer mit einem Ver
schlußelement versehenen durchgehenden inneren Längsbohrung
sowie mit haftungserhöhenden Verankerungsmitteln an der
Packeraußenfläche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußelement als federbeaufschlagter Ventilstö
ßel (10) ausgebildet ist, dessen Stößelkopf (12) sich in
der Verschlußlage dichtend im Bereich der in das Bohrloch
(3) einzuführenden vorderen Packerstirnwand (17) anlegt.
2. Injektionspacker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Inneren der Längsbohrung (7) den Durchfluß des In
jektionsmittel erlaubende Konsolen (8) als Auflager für ei
ne Stößelfeder (9) vorgesehen sind.
3. Injektionspacker nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Stößelfeder (9) an einem verbreiterten Aufla
gering (14) am Stößelschaft abstützt.
4. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feder (10) als integraler Bestandteil der Auflage
konsolen (8) ausgebildet ist.
5. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verschlußstößel (10) mit Dichtkopf (12), Stößel
schaft (11) und Federanschlagwulst (14) mehrteilig ausge
bildet ist.
6. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenfläche des Packers (1) im Bereich des Stößel
dichtkopfes als Zentrierzylinder (4) ausgebildet ist.
7. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dem Zentrierzylinder (4) gegenüberliegende Schaft
bereich, wie an sich bekannt, als Kupplungsschaft (5) zum
Anschluß einer Injektionsmittel-Quelle ausgebildet ist.
8. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößelschaft (11) wenigstens bereichsweise aus ei
nem federelastischen Material gebildet ist.
9. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößelschaft (11) federbelastet teleskopierbar aus
gebildet ist.
10. Injektionspacker für Bohrlochverschlüsse in Mauerwerken,
Betonbauteilen, Holz od. dgl. mit einer mit einem Ver
schlußelement versehenen durchgehenden inneren Längsbohrung
sowie mit haftungserhöhenden Verankerungsmitteln an der
Packeraußenfläche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußelement (24) als federbeaufschlagter Ven
tilstößel ausgebildet ist, dessen Stößelkopf (25) sich in
der Verschlußlage dichtend an einer Dichtschulter (29) der
Längsbohrung (30) anlegt.
11. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der den Stößelkopf (25) tragende Stößelschaft (26) als
Spiralfeder ausgebildet ist.
12. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Inneren der Längsbohrung (30) eine den Durchfluß des
Injektionsmittels erlaubende Konsole (32) als Auflager für
die den Schaft bildende Spiralfeder (26) vorgesehen ist.
13. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stößelfeder (26) an einem sich auf der Konsole (32)
abstützenden durchbrochenen Auflageteller (27) abstützt.
14. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößelkopf (25), die Stößelfeder (26) und der Auf
lageteller (27) einstückig als ein Kunststoffelement (24)
ausgebildet sind.
15. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auflageteller (27) mit nach außen weisenden Stütz
fingern (28) ausgerüstet ist, die sich in der Einbaulage an
der Konsole (32) abstützen und einen geringen Verformungs
weg zum Überschnappen der Konsole beim Einbau gegen die
Öffnungsrichtung der Feder zulassen.
16. Injektionspacker nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Inneren der Durchgangsbohrung (30) eine Anlagefläche
(29) für den Stößelkopf vorgesehen ist, die mit Führungs
schrägen (31) zur Führung und Zentrierung des Stößelkopfes
(25) in der Einbau- und Gebrauchslage versehen ist.
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Cited By (1)
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