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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
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 Einfüllnippelhülse 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 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 Zeichnung 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, aber 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.