DE20120080U1 - Device for injecting mortar into borehole has retaining element with cylindrical section seating and clamping on injection pipe, and funnel-form section extending over front end of injection pipe is connected to cylindrical section - Google Patents
Device for injecting mortar into borehole has retaining element with cylindrical section seating and clamping on injection pipe, and funnel-form section extending over front end of injection pipe is connected to cylindrical sectionInfo
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Abstract
Description
M 2064 . 10.12.2001M 2064 . 10.12.2001
S/MIS/W
Beschreibung
5 Description
5
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Injizieren von Mörtel in ein Bohrloch mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a device for injecting mortar into a borehole with the features of the preamble of claim 1.
Aus der DE 299 11 429 U1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt, die aus einem Injektionsrohr mit einem am vorderen Ende angeordneten Stauelement besteht. Diese Vorrichtung wird zum Setzen von Injektionsankern verwendet. Injektionsanker sind üblicherweise stabförmige Bauteile wie beispielsweise Gewindestäbe, Dywidag-Stäbe oder auch spezielle Anker, die in ein im Durchmesser größeres Bohrloch eingebracht und mit einem Mörtel oder dgl. verankert werden. Zum Injizieren des Mörtels insbesondere in ein tiefes Bohrloch kann ein Injektionsrohr verwendet werden, das auf eine Ausbringvorrichtung für den Mörtel, beispielsweise eine sogenannte Auspresspistole, aufgesetzt wird und an dessen vorderem Ende der Mörtel austritt. Das Injektionsrohr wird bis in den Bereich des Bohrlochgrundes in das Bohrloch gesteckt und der Mörtel injiziert. Um ein blasenfreies und vollständiges Verfüllen von tiefen Bohrlöchern zu ermöglichen, ist auf dem Injektionsrohr ein Stauelement aufgesetzt, das einen seitlich abstehenden Bund aufweist. Beim Injizieren füllt der Mörtel das Bohrloch zwischen dem Bohrlochgrund und dem Bund der Vorrichtung aus, wobei der Bund verhindert, dass Mörtel in Richtung der Bohrlochmündung abfließt. Durch den Bund wird ein statischer Druck des in das Bohrloch eingebrachten Mörtels aufgebaut, der eine Blasenbildung vermeidet und zu einer vollständigen Verfüllung des Bohrlochs mit Mörtel im Bereich zwischen dem Bohrlochgrund und dem Bund führt. Der in das Bohrloch eingebrachte Mörtel drückt die Vorrichtung am Bund mit zunehmender Verfüllung des Bohrlochs mit Mörtel in Richtung der Bohrlochmündung, wodurch sichergestellt ist, dass der Bereich des Bohrlochs zwischen Bohrlochgrund und dem Bund der Vorrichtung vollständig mit Mörtel verfüllt wird.A device of this type is known from DE 299 11 429 U1, which consists of an injection pipe with a retaining element arranged at the front end. This device is used for setting injection anchors. Injection anchors are usually rod-shaped components such as threaded rods, Dywidag rods or special anchors that are inserted into a borehole with a larger diameter and anchored with mortar or the like. To inject the mortar, particularly into a deep borehole, an injection pipe can be used that is placed on a mortar dispensing device, for example a so-called dispensing gun, and the mortar emerges from the front end. The injection pipe is inserted into the borehole up to the area of the bottom of the borehole and the mortar is injected. In order to enable deep boreholes to be filled completely and without bubbles, a retaining element is placed on the injection pipe, which has a collar that protrudes to the side. During injection, the mortar fills the borehole between the bottom of the borehole and the collar of the device, whereby the collar prevents mortar from flowing towards the borehole mouth. The collar creates a static pressure of the mortar introduced into the borehole, which prevents bubbles from forming and leads to the borehole being completely filled with mortar in the area between the bottom of the borehole and the collar. The mortar introduced into the borehole presses the device at the collar towards the borehole mouth as the borehole is increasingly filled with mortar, which ensures that the area of the borehole between the bottom of the borehole and the collar of the device is completely filled with mortar.
Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist jedoch, dass durch den Durchmesserunterschied zwischen dem Injektionsrohr und dem Bohrloch beim Austritt des MörtelsHowever, the disadvantage of the known device is that the difference in diameter between the injection pipe and the borehole when the mortar emerges
aus dem Injektionsrohr Turbulenzen und Verwirbelungen eintreten, die eine vollständig blasenfreie Verfüllung des Bohrloches verhindern. Des Weiteren baut sich auch kein gleichmäßiger Druck auf, so dass einerseits keine homogene Verfüllung des Bohrloches eintritt und andererseits durch Veränderung des Staudrucks keine gleichmäßige, das Injektionsrohr zurückschiebende Schubkraft erzeugt wird. Dies erschwert die Kontrollmöglichkeit für den Anwender für eine ordnungsgemäße Verfüllung des Bohrloches.Turbulence and eddies can occur from the injection pipe, which prevent the borehole from being filled completely free of bubbles. Furthermore, no uniform pressure is built up, so that on the one hand the borehole is not filled evenly and on the other hand the change in the dynamic pressure does not generate a uniform thrust force that pushes the injection pipe back. This makes it difficult for the user to check that the borehole is being filled properly.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Injizieren von Mörtel in ein Bohrloch vorzuschlagen, die eine vom Anwender leicht kontrollierbare homogene und blasenfreie Verfüllung des Bohrlochs ermöglicht.The object of the present invention is therefore to avoid these disadvantages of the prior art and to propose a device for injecting mortar into a borehole, which enables a homogeneous and bubble-free filling of the borehole that is easily controlled by the user.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Injektionsrohr mit einem an seinem vorderen Ende angeordneten Stauelement auf, das einen zylindrischen, auf dem Injektionsrohr klemmend aufsetzbaren Abschnitt aufweist. An den zylindrischen Abschnitt schließt sich ein über das vordere Ende des Injektionsrohres hinaus sich erstreckender trichterförmiger Abschnitt an, dessen größter Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Bohrlochdurchmesser. Die Vorrichtung kann somit problemlos in das Bohrloch gesteckt und auch wieder herausgezogen werden. Zum Injizieren des Mörtels wird die Vorrichtung so weit in das Bohrloch eingeschoben, bis der vordere Stirnrand des trichterförmigen Abschnitts des Stauelements am Bohrlochgrund aufsitzt. Durch den trichterförmigen Abschnitt erweitert sich der Querschnitt des Injektionsrohrs allmählich auf den Durchmesser des Bohrlochs, so dass beim Auspressvorgang keine Verwirbelungen und Turbulenzen im Mörtel entstehen. Der Mörtel füllt das Bohrloch vom Bohrlochgrund aufsteigend aus, wobei sich zwischen dem Bohrlochgrund und der Innenwandung des trichterförmigen Abschnitts ein gleichmäßiger Staudruck aufbaut. Dadurch entsteht eine gleichmäßige, das Injektionsrohr in Richtung Bohrlochmündung drückende Schubkraft, die eine homogene und blasenfreie Verfüllung des Bohrlochs mit Mörtel sicherstellt. Der gleichmäßige Staudruck ermöglicht außerdem eine zügige und für den Anwender kontrollierbare Arbeitsweise.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. The device according to the invention has an injection pipe with a retaining element arranged at its front end, which has a cylindrical section that can be clamped onto the injection pipe. The cylindrical section is followed by a funnel-shaped section that extends beyond the front end of the injection pipe and whose largest outer diameter is slightly smaller than the borehole diameter. The device can therefore be easily inserted into the borehole and pulled out again. To inject the mortar, the device is pushed into the borehole until the front edge of the funnel-shaped section of the retaining element rests on the bottom of the borehole. The funnel-shaped section gradually widens the cross-section of the injection pipe to the diameter of the borehole, so that no eddies or turbulence arise in the mortar during the pressing process. The mortar fills the borehole from the bottom of the borehole upwards, with a uniform dynamic pressure building up between the bottom of the borehole and the inner wall of the funnel-shaped section. This creates a uniform thrust force that pushes the injection pipe towards the borehole mouth, ensuring that the borehole is filled with mortar evenly and without bubbles. The uniform dynamic pressure also enables the user to work quickly and in a way that is easy to control.
Ein radial abstehender Bund am Stauelement kann bei einem hohen Staudruck in Richtung Bohrlochmündung abknicken, so dass zwischen Bohrlochwandung und demA radially protruding collar on the retaining element can bend towards the borehole mouth in the event of high back pressure, so that between the borehole wall and the
Bund ein größerer Ringspalt entsteht, der zu einem Überfließen des Mörtels über den Bund und damit zu einer Störung des Verfüllvorgangs führt. Durch den trichterförmigen Abschnitt des erfindungsgemäßen Stauelements ist ein Umknicken nicht möglich. Ein höherer Staudruck führt vielmehr zu einer Aufdehnung des trichterförmigen Abschnitts und damit zu einer Verkleinerung des Ringspalts zwischen dem größten Außendurchmesser des trichterförmigen Abschnitts und dem Bohrloch.A larger annular gap is created between the collar and the bund, which leads to the mortar overflowing over the collar and thus to a disruption of the filling process. The funnel-shaped section of the dam element according to the invention means that buckling is not possible. A higher dam pressure instead leads to an expansion of the funnel-shaped section and thus to a reduction in the annular gap between the largest outer diameter of the funnel-shaped section and the borehole.
Sehr günstige Strömungsverhältnisse des Mörtels beim Auspressvorgang werden erreicht, wenn der Öffnungswinkel (&agr;) des trichterförmigen Abschnitts zwischen 16° und 40° liegt bzw. die Länge des trichterförmigen Abschnittes etwa das 1,0 - 2,5-fache des Durchmessers des Bohrloches beträgt.Very favourable flow conditions of the mortar during the pressing process are achieved when the opening angle (α) of the funnel-shaped section is between 16° and 40° or the length of the funnel-shaped section is approximately 1.0 - 2.5 times the diameter of the borehole.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der trichterförmige Abschnitt an seiner Mantelfläche axial beabstandete Markierungen und/oder Sollbruchstellen aufweisen, die jeweils einem Bohrlochdurchmesser zugeordnet sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, ein Stauelement für unterschiedliche Bohrlochdurchmesser zu verwenden. Durch Abschneiden oder Abbrechen des trichterförmigen Abschnitts an der entsprechenden, einem bestimmten Bohrlochdurchmesser zugeordneten Markierung bzw. Sollbruchstelle wird der Abschnitt einerseits verkürzt und andererseits auf den entsprechenden Bohrlochdurchmesser verkleinert.In a preferred embodiment of the invention, the funnel-shaped section can have axially spaced markings and/or predetermined breaking points on its outer surface, each of which is assigned to a borehole diameter. This embodiment makes it possible to use a retaining element for different borehole diameters. By cutting or breaking off the funnel-shaped section at the corresponding marking or predetermined breaking point assigned to a specific borehole diameter, the section is shortened on the one hand and reduced to the corresponding borehole diameter on the other.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht.The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. The single figure shows a device according to the invention in side view.
Die in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Injizieren von Mörtel in ein Bohrloch weist ein Injektionsrohr 12 auf, welches sich am hinteren Ende einstückig zu einer Aufsteckmuffe 14 erweitert. Mit der Aufsteckmuffe 14 ist das Injektionsrohr 12 klemmend auf eine Mörtel-Ausbringdüse 16 einer nicht dargestellten, an sich bekannten Mörtel-Auspresspistole aufgesteckt. Am vorderen Ende 18 ist ein Stauelement 20 auf das Injektionsrohr 12 aufgesetzt, das einen zylindrischen Abschnitt 22 und einen trichterförmigen Abschnitt 24 aufweist.The device 10 according to the invention shown in the drawing for injecting mortar into a borehole has an injection pipe 12 which expands at the rear end in one piece to form a slip-on sleeve 14. The injection pipe 12 is clamped onto a mortar dispensing nozzle 16 of a known mortar dispensing gun (not shown) by means of the slip-on sleeve 14. At the front end 18, a retaining element 20 is placed onto the injection pipe 12 which has a cylindrical section 22 and a funnel-shaped section 24.
-A--A-
Zum Injizieren von Mörtel in ein Bohrloch 26 in einem Mauerwerk 28 wird das Injektionsrohr 12 in das Bohrloch 26 gesteckt, bis der vordere Stirnrand des trichterförmigen Abschnitts 24 am Bohrlochgrund aufsitzt. Anschließend wird Mörtel 30, beispielsweise ein Kunstharzmörtel, mit der nicht dargestellten Auspresspistole durch die Ausbringdüse 16 und das Injektionsrohr 12 in das Bohrloch 26 eingebracht. Der Mörtel 30 tritt am vorderen Ende 18 aus dem Injektionsrohr 12 aus und füllt den Raum zwischen dem Bohrlochgrund und dem trichterförmigen Abschnitt 24 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 im Bohrloch 26 aus. Der in das Bohrloch 26 injizierte Mörtel 30 baut einen Druck auf, der ein vollständiges und blasenfreies Ausfüllen des Bohrlochs 26 bewirkt. Der Druck des Mörtels 30, der die Vorrichtung 10 mit seiner axialen Komponente innerhalb des trichterförmigen Abschnitts 24 beaufschlagt, drückt die Vorrichtung 10 und zusammen mit dieser die Auspresspistole in Richtung der Bohrlochmündung 32 zurück, so dass die Vorrichtung 10 mit zunehmender Verfüllung zwangsläufig aus dem Bohrloch 26 bewegt wird. Auf diese Weise lässt sich das Bohrloch 26 vom Bohrlochgrund ausgehend bis zur Bohrlochmündung 32 vollständig und blasenfrei mit Mörtel 30 verfüllen.To inject mortar into a borehole 26 in a masonry 28, the injection pipe 12 is inserted into the borehole 26 until the front edge of the funnel-shaped section 24 rests on the bottom of the borehole. Mortar 30, for example a synthetic resin mortar, is then introduced into the borehole 26 using the dispensing gun (not shown) through the dispensing nozzle 16 and the injection pipe 12. The mortar 30 emerges from the front end 18 of the injection pipe 12 and fills the space between the bottom of the borehole and the funnel-shaped section 24 of the device 10 according to the invention in the borehole 26. The mortar 30 injected into the borehole 26 builds up a pressure that causes the borehole 26 to be completely filled without bubbles. The pressure of the mortar 30, which acts on the device 10 with its axial component within the funnel-shaped section 24, pushes the device 10 and, together with it, the dispensing gun back in the direction of the borehole mouth 32, so that the device 10 is inevitably moved out of the borehole 26 as it is increasingly filled. In this way, the borehole 26 can be filled completely and bubble-free with mortar 30, starting from the bottom of the borehole and up to the borehole mouth 32.
Nachdem der Mörtel 30 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in das Bohrloch 26 injiziert worden ist, lässt sich ein nicht dargestellter, an sich bekannter Injektionsanker in den Mörtel 30 im Bohrloch 26 einbringen, der nach Aushärten des Mörtels 30 im Mauerwerk 28 fest verankert ist.After the mortar 30 has been injected into the borehole 26 using the device 10 according to the invention, an injection anchor (not shown) known per se can be introduced into the mortar 30 in the borehole 26, which is firmly anchored in the masonry 28 after the mortar 30 has hardened.
Das Stauelement 20 ist mit seinem zylindrischen Abschnitt 22 durch Klemmkraft unverschieblich auf das vordere Ende 18 des Injektionsrohrs 12 aufgesteckt. Der das vordere Ende 18 des Injektionsrohrs 12 überragende trichterförmige Abschnitt 24 des Stauelements 20 weist vorzugsweise einen Öffnungswinkel &agr; von 16-40° auf. Bei einem derartigen Öffnungswinkel werden beim Auspressen des Mörtels Verwirbelungen und Turbulenzen vermieden, die zu Lufteinschlüssen und damit zu einem inhomogenem Gefüge des ausgehärteten Mörtels führen können. An der Außenfläche des trichterförmigen Abschnitts 24 sind in axialer Richtung versetzt Markierungen 34 angeordnet, die als Sollbruchstellen ausgeführt sein können. Durch Abschneiden bzw. Abbrechen an diesen Stellen wird der trichterförmige Abschnitt 24 verkürzt und gleichzeitig der Außendurchmesser an der vorderen Stirnkante des trichterförmigen Abschnitts 24 verkleinert. Damit ist ein und dasselbe Stauelement 20 für unterschiedliche Bohrlochdurchmesser anpassbar. Um allerdings ein turbulenzfreiesThe damming element 20 is fixedly attached to the front end 18 of the injection pipe 12 with its cylindrical section 22 by clamping force. The funnel-shaped section 24 of the damming element 20, which projects beyond the front end 18 of the injection pipe 12, preferably has an opening angle α of 16-40°. With such an opening angle, eddies and turbulence are avoided when the mortar is pressed out, which can lead to air inclusions and thus to an inhomogeneous structure of the hardened mortar. Markings 34 are arranged on the outer surface of the funnel-shaped section 24, offset in the axial direction, and can be designed as predetermined breaking points. By cutting or breaking off at these points, the funnel-shaped section 24 is shortened and at the same time the outer diameter at the front edge of the funnel-shaped section 24 is reduced. This means that one and the same retaining element 20 can be adapted for different borehole diameters. However, in order to ensure a turbulence-free
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Auspressen des Mörtels sicherzustellen, sollte die Länge des trichterförmigen Abschnitts mindestens dem Bohrlochdurchmesser, höchstens jedoch das 2,5-fache des Durchmessers des Bohrloches betragen.To ensure efficient extrusion of the mortar, the length of the funnel-shaped section should be at least the borehole diameter but not more than 2.5 times the borehole diameter.
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