DE29619586U1

DE29619586U1 - Injektionspacker

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Publication number: DE29619586U1
Application number: DE29619586U
Authority: DE
Original assignee: PAESLER JUERGEN; STEUDNER THOMAS
Current assignee: PAESLER JUERGEN; STEUDNER THOMAS
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2006-11-15

Description

Die Erfindung gehört in das technische Gebiet des Bau- und Reparaturwesens, insbesondere in das Gebiet der Injektionstechnik zum Zwecke des Verfüllens von Hohlstellen beinhaltenden Körpern unter Druck mit gegebenenfalls danach stattfindender Aus- bzw. Erhärtung des eingepreßten Injektionsgutes. Somit betrifft die Erfindung einen sogenannten Injektionspacker, d.h. eine Vorrichtung, die in eine Bohrung eines Körpers eingebracht, darin positioniert und druckabdichtend verspannt wird, mittels derer danach ein Injektionsgut durch diese hindurch eingepreßt und gehalten wird, welches i.d.R. danach aushärtend einen Körper verfestigt.

Vorrichtungen dieser Zweckbestimmung sind in vielfältigen Ausführungsformen aus dem Berbau und dem Bauwesen bekannt. Teilweise werden sie nach dem Verfestigen des Injektionsguts wieder ausgebaut, aber auch in den bestehenden Bohrlöchern belassen, woraufhin diese Löcher dann mit verschiedenen Mitteln, z.B. Mörtel verschlossen werden.

Allgemein bekannt sind Injektionspacker, die erst nach einem durch die Aushärtung bestimmten Zeitrahmen wieder geraubt (entfernt, ausgebaut) werden können. Dies bedingt nochmalige, gegebenenfalls nach mehreren Stunden oder Tagen, erforderliche Arbeitsaufwendungen, einschließlich Baustellenanfahrten, und ist somit zeit- und kostenaufwendig. Vertreter dieser Gruppe sind beispielsweise durch die OS 31 17 285 und OS 31 17 286 der Öffentlichkeit bekanntgemacht. Nur bei Verlust der kompletten Vorrichtungen dieser beiden technischen Lösungen durch Verbleib im nach der Durchführung der Injektion endgültig verschlossenen, z.B. vermörtelten, Körper wäre es möglich, die Injektionsarbeiten ohne nachträgliche Arbeiten abzuschließen. Dem steht ein zu hoher Anteil an Material und vergegenständlichter Arbeit entgegen.
Bekannt sind auch Injektionspacker, die nach der erfolgten Injektion den sofortigen Teilausbau und damit endgültigen Bohrlochabschluß ermöglichen. Hierbei werden die dichtenden mit einigen weiteren Bauelementen im Bohrloch belassen und der Rest geraubt. Dadurch muß das Er- bzw. Aushärten des Injektionsgutes nicht abgewartet werden. Ein Vertreter einer solchen grundsätzlichen technischen Lösung ist in der DE OS 34 26 088 offengelegt. Diese technische Lösung nutzt ebenfalls wie andere die langjährig gesicherte

Praxiserfahrung, wonach das dichtende und tatsächlich hohen Drücken widerstehende Element eine elastische Hülse ist, die mechanisch radial aufgeweitet wird und sich so an die mehr oder weniger glatte Innenwandung der Injektionsbohrung anpreßt. Es spricht derzeit nichts dafür, daß zukünftig von dieser gut gesicherten Erkenntnis abgegangen werden wird. Jedoch wird es notwendig sein, bisherige, nachteilige Mittel-Wirkungs-Beziehungen, einschließlich deren Ursachen, der zum Stand der Technik gehörigen Vorrichtungen durch Verbesserungen zu beseitigen. Die gemäß der DE OS 34 26 088 vorgeschlagene technische Lösung beinhaltet neben einer sich über einen Teil der Gesamtlänge erstreckenden elastischen Hülse ein Röhrchen, welches kürzer ausgebildet ist, und bei dieser technischen Lösung auch so ausgestaltet sein muß, als die Injektionsbohrung lang ist, an dem auf der dem Bohrlochgrund zugewandten Seite im Bohrloch ein Rückschlagventil und im Bohrlochinneren auf der dem Bohlochausgang zugewandten Seite eine Scheibe, ein Sicherungselement und das Ende dieses Röhrchens angeordnet sind. Außerhalb des Injektionsbohrloches ist ein Spannelement mit einem kugelförmigen Ansatz und einem hülsenartig ausgebildetem Ende, welches in das Injektionsbohrloch hineinreicht und das Röhrchenende umschließt, vorgesehen. Dadurch, daß diese Anordnung so gewählt wurde, ist bewirkt, daß die Teilungsebene der Gesamtvorrichtung infolge ihrer Zweiteilung im Injektionsbohrloch liegt. Damit nach dem Herausschrauben des Spannelementes das Röhrchenende, welches sich dann als Gewindebolzen mit für ordnungsgemäße Verschraubungen ausreichender Länge darstellt, auch noch weiterhin im Bohrloch und auch tief genug angeordnet ist, sind relativ tiefe Bohrungen für diese technische Lösung einzubringen, wodurch hoher Bohraufwand entsteht. Entscheidend für die Funktionssicherheit des Injektionspackers und damit für die Sicherheit, ausreichend gut injizieren zu können, ist jedoch die Tatsache der Innenlage der Teilungsebene im Injektionsbohrloch und die Funktionssicherheit der in der DE OS 34 26 088 vorgeschlagenen selbsthemmenden Klemmscheibe. Praxiserfahrungen zur technischen Lösung nach DE OS 34 26 088 haben jedoch gezeigt, daß es zu öfterem Funktionsausfall der selbsthemmenden Klemmscheibe beim Entfernen des Spannelementes kommt, somit auch, daß solch ein Bauelement eine solche hohe Belastung, wie sie nun einmal bei Injektionen dieser Art auftreten, nicht sicher genug aufzunehmen vermag. Das Ergebnis ist das Lösen, im ungünstigsten Fall das Herausdrücken, des Packerdichtteiles aus dem Bohrloch, zumindest ein Verschieben in Richtung des Bohrlochausganges wegen nicht ausreichend gesichertem Kraftschluß, einhergehend mit einem Druckabfall im zu injizierenden Gebiet mit dem damit verbundenen Ausfall des Eindringens

des Injektionsguts in die vorhandenen Hohlräume. Darüber hinaus kann es an der Dichtungsebene des Injektionspackers zu Defekten in Form von Abrissen des Gewindeteiles bzw. -röhrchens oder anderer nicht mehr behebbarer Undichtigkeiten und somit zu unkontollierten, dann aber auch nicht mehr behebbaren Ausflüssen von Injektionsgut kommen. Eine Kontrolle darüber, wieviel Injektionsgut eingebracht wurde fehlt dann völlig. Die in der Angebotsschrift der Fa. PPW Polyplan-Werkzeuge GmbH für das Jahr 1996 geringfügig zur DE OS 34 26 088 veränderte technische Lösung kann die vorgenannten Nachteile auch nicht beseitigen, da die die Nachteile begründende Ursache der Teilung des Injektionspackers und der Beibehaltung einer bloßen Klemmscheibe als Sicherungselement nicht beseitigt ist.

Von Vorgenanntem ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine technische Lösung zu schaffen, die weiterhin in Form und Gestalt in der technischen Nähe der bisher bekannten und gut bewährten, da von den beteiligten Kreisen gut angenommenen, Injektionspacker nach den einschlägigen Normen liegt, aber einerseits ein sicherer Fluß des Injektionsguts durch den Packer und eine sicherere Verwahrung des Injektionsguts im Bohrloch, damit ohne Druckabfall während und nach dem InjektionsVorgang, ermöglicht, andererseits aber auch die technisch und wirtschaftlich vorteilhaften Wirkungen der flexiblen Hülse als Spann- und Dichtelement vollständig zur Entfaltung bringt. Ein weiterer Teil der technischen Aufgabe besteht darin, Kontrollmöglichkeiten bezüglich des sicheren Ausschlusses von Ausflußdefekten am Packer sowie eine Möglichkeit zur Verkürzung der einzubringenden Injektionsbohrlöcher zu schaffen. Eine Verkürzung des Zeitaufwandes und insgesamt eine höhere Wirtschaftlichkeit bei bestehenden Injektionsaufgaben sollen darüber hinaus Ziel und Aufgabe der Erfindung sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Gewinderohr auf der Seite, die dem Bohrlochgrund zugewandt ist, mit einem Verbindungsstück versehen ist, welches seinerseits, darin eingeschraubt, ein Rückschlagventil vorbekannter Art trägt. In Richtung des Bohrlochausganges schließt sich an das Verbindungsstück, auf dem Gewinderohr aufgesteckt, eine Zahnscheibe, eine Hülse aus elastischem, inkompressiblem, wenigstens aber wenig kompressiblem Werkstoff und eine an dieser Hülse anliegenden Scheibe an. In einem Abstand vom bohrlochgrundseitigem Ende des Gewinderohres, der etwa dem halben Gewindemaß des Gewinderohres/Verbindungsstückes zuzüglich der Dicken der Zahnscheibe und der Unterlegscheibe, der Länge der elastischen Hülse sowie

einem Drittel der Dicke eines Spannelementes beträgt, ist im Gewinderohr eine scharfkantige Ringnut angeordnet. Diese Ringnut ist mit ihrer Einstichtiefe so bemessen, daß die noch verbleibende Wandstärke des Gewinderohres im Grund der Ringnut so groß ist, daß diese verbleibende Wandstärke dem Druck gegen Bersten an dieser Stelle, infoiges des anzuwendenden Verfahrens-, anlagen- und injektionsortabhängigen Injektionsdruckes noch mit ausreichender Sicherheit widersteht. Diese Ringnut weist eine Mindestbreite von etwa der doppelten Gewindesteigung auf. Im Bereich dieser Ringnut ist auf dem Gewinderohr ein Spannelement, im einfachsten Fall eine Gewindemutter, aufgeschraubt. Am dem Bohrlochgrund entgegengesetzten Ende des Gewinderohres ist ein weiteres Verbindungsstück, welches ein Anschlußelement für eine Injektionseinrichtung trägt, angebracht. Diese vorbeschriebene Vorrichtung wird so vormontiert und, auf einen Montageschlüssel aufgesteckt, in die zuvor gebohrte Injektionsbohrung so eingebracht, daß die Ringnut im Innern der Bohrung und kurz hinter der Bohrlochmündung zu liegen kommt. Mittels des Montageschlüssels wird das Spannelement über die Ringnut hinwegdrehend gegen die Unterlegscheibe an der elastischen Hülse geschraubt, wobei sich die elastische Hülse infolge ihrer Längeneinkürzung radial aufweitet und sich gegen die Bohrlochwandung preßt, somit die Injektionsbohrung abdichtet. Dieses Spannelement kann natürlich wesentlich höhere Kräfte aufnehmen als eine im Stand der Technik vorhandene dünne selbsthemmende Klemmscheibe. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht in der Tatsache, daß hierbei ein ganzstückiger Packer in den leitenden Elementen, somit ohne Teilungsebene, die sich beim Stand der Technik ja auch noch an unzugänglicher, somit auch unkontollierbarer Stelle im Bohrloch befindet, eingesetzt wird. Somit ist ein gesicherter Duchlaß durch den Packer in das Bohrloch hinein und auch eine Kontrolle dessen gut gegeben. Nach der erfolgten Injektion und Abnahme der Injektionseinrichtung vom erfindungsgemäßen Injektionspacker wird das überstehende Gewinderohrstück an der Ringnut, die als Sollbruchstelle vorgesehen ist, somit noch im Innern der Injektionsbohrung abgebrochen, ohne daß sich das verbliebene Packerteil lösen oder überhaupt ein Spannungsabbau und damit ein Undichtwerden im Packerrest entstehen kann. Überdies ist wegen der geringeren Herstellungs- bzw. Anschaffungskosten für den Anwender eine höhere Wirtschaftlichkeit gegeben als beim den Stand der Technik repräsentieren Injektionspacker nach DE OS 34 26 088.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Injektionspacker im Bohrloch

Der in Fig. 1 dargestellte Injektionspacker befindet sich im Injektionsbohrloch 1 mit einem Durchmesser von 14 mm in Gebrauchslage. Am bohrgrundseitigem Ende des Hauptteiles des Injektionspackers, des Gewinderohres 3, ist ein übliches Kugelrückschlagventil 4 mittels einer genormten Gewindemutter 5 fest angeschraubt. In Richtung des Bohrlochausganges sind eine Zahnscheibe 6, eine Gummihülse 7 und eine Unterlegscheibe 8 nebeneinanderliegend angeordnet. Die in Richtung Bohrlochausgang daneben angeordnete Ringnut 9 befindet sich dabei schon kurz vor dem Bohrlochausgang 2. Diese Ringnut 9 hat eine Breite von 1,6 mm und eine Tiefe von 2 mm . Das Spannelement 10, welches sich als eine Mutter nach Norm darstellt, übergreift schon etwas die Ringnut 9. Mittels eines nicht dargestellten Montageschlüssels wird die Spannmutter 10 gegen die Unterlegscheibe 8 und damit gegen die elastische Gummihülse 7 gedrückt, die sich infolge dessen radial ausdehnt und sich mit der Bohrlochwandung verspannt. Eine Lageänderung der Spannmutter 10 ist nicht möglich, somit auch keine Entlastung der Gummihülse 7. Nach der durchgeführten Injektion wird die Injektionseinrichtung vom Anschlußelement 12, welches mittels einer weiteren genormten Gewindemutter 11 an der vom Bohrlochgrund abgewandten Seite des Gewinderohres 3 angebracht ist, abgenommen und das Gewinderohr 3 an der Sollbruchstelle Ringnut 9 abgebrochen. Danach ist das Bohrloch 1 nach wie vor unverändert unter Druck stehend sowie verschlossen und kann vermörtelt werden, ohne daß noch Teilstücke des Packers aus dem Bohrloch herauskragen.

Claims

•&iacgr; Schutzansprüche ·'· *«* .J» ,;, »***.»*

1. Injektionspacker, der auf einem Teil seiner Gesamtlänge das radiale Aufweiten einer elastischen Hülse nutzt, bestehend aus einem Rückschlagventil, einem Durchflußrohre, einem Druck auf die elastische Hülse ausübenden Element und einem für Injektionseinrichtungen geeigneten Anschlußelement
dadurch gekennzeichnet,

daß der Injektionspacker im Injektionsbohrloch als ungeteiltes Bauteil in Form eines Gewinderohres (3) mit einer Sollbruchstelle (9) im Bohrloch kurz vor dessen Mündung und einem im Bereich dieser Sollbruchstelle (9) befindlichen Spannelement (10) besteht.

2. Injektionspacker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß somit zum Zwecke der Vermeidung einer Teilungsebene des leitenden Elementes im Injektionsbohrloch das Gewinderohr (3) auf der Seite, die dem Bohrlochgrund zugewandt ist, mit einem Verbindungsstück (5) versehen ist, welches seinerseits, darin eingeschraubt, ein Rückschlagventil (4) vorbekannter Art trägt, daß nach dem Verbindungsstück (5) in Richtung des/der Bohrlochausganges bzw. -mündung eine Zahnscheibe (6), eine Hülse (7) aus elastischem, inkompressiblem, zumindest aber wenig kompressiblem Werkstoff und eine an dieser Hülse (7) anliegende Scheibe (8) auf dem Gewinderohr (3) angeordnet ist und danach im weiter ungeteilt verlaufenden Gewinderohr (3) die Sollbruchstelle (9) angeordnet ist.

3. Injektionspacker nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß in einem Abstand vom bohrlochgrundseitigem Ende des Gewinderohres (3), der etwa eine Erstreckung, bestehend aus dem halben Gewindemaß des Gewinderohres/Verbindungsstückes (3/5) zuzüglich der Dicken der Zahnscheibe (6) und der Unterlegscheibe (8), der Länge der elastischen Hülse (7) sowie einem Drittel der Dicke eines Spannelementes (10) hat, in diesem Gewinderohr (3) die Sollbruchstelle (9) als eine Ringnut (9) angeordnet ist.

4. Injektionspacker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Spannelement als eine Gewindemutter ausgebildet ist.

5. Injektionspacker nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß an dem dem Bohrlochgrund entgegengesetzten Ende des Gewinderohres (3) ein weiteres Verbindungsstück (11) angeordnet ist, welches ein Anschlußelement

(12) für eine Injektionseinrichtung trägt.

6. Injektionspacker nach Anspruch 1 und 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ringnut (9) im Gewinderohr (3) als scharfkantige Ringnut (9) vorgesehen und mit ihrer Einstichtiefe so bemessen ist, daß die noch verbleibende Wandstärke des Gewinderohres (3) im Grund der Ringnut (9) so groß ist, daß diese verbleibende Wandstärke dem Druck gegen Bersten an dieser Stelle, infoiges des anzuwendenden Verfahrens-, anlagen- und injektionsortabhangigen Injektionsdruckes noch mit ausreichender Sicherheit widersteht sowie eine Mindestbreite von etwa der doppelten Gewindesteigung aufweist.