DE3100804C2

DE3100804C2 - "Injektionspacker für Bohrlochverschlüsse im Mauerwerk oder gewachsenem Fels"

Info

Publication number: DE3100804C2
Application number: DE3100804A
Authority: DE
Inventors: Walter 6900 Bregenz Vonach
Original assignee: Scheiber, Wilfried, 6921 Kennelbach
Current assignee: Sto SE and Co KGaA
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1981-01-13
Publication date: 1988-12-01
Also published as: IT8167046A0; US4382720A; NL181124C; IT1143273B; FR2477906A1; FR2477906B3; AT368248B; JPS56125560A; NL181124B; CH649346A5; CA1153567A; IT8152817V0; BE887284A; DE3100804A1; DE8100571U1; NL8100157A; ATA48880A; JPS6059385B2

Abstract

Der Injektionspacker dient als Bohrlochverschluß in Mauerwerk oder in gewachsenem Fels. Er besteht aus einem konischen, eine Längsbohrung (3) aufweisenden, einstückigen Schaft (1), dessen Öffnungswinkel α ca. 3 bis 7 ° beträgt. Er weist einen Anschlußnippel (4) mit einem konischen Gewindeschaft (5) auf, welcher in die an der Basis des konischen Schaftes (1) auslaufende Längsbohrung (3) eingeschraubt ist. Der Schaft (1) besteht aus einem schlagfesten Kunststoff. Dieser in seinem Aufbau sehr einfache Injektionspacker soll die bisher verwendeten konstruktiv sehr aufwendigen und einsatzmäßig komplizierten vielstückigen Injektionspacker ersetzen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Injektionspacker der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Gattung.

Es ist bekannt. Risse und Sprünge aufweisendes Mauerwerk oder auch Fels durch Kunststoffinjekiionen zu verkleben. Die Kunststoffmassen, die dazu dienen, werden dabei mit hohem Druck in die Risse oder Spalten eingepreßt. Es werden dabei Drücke bis zu >n bar verwendet. Um diese Kunststoffmassen in die Risse und Spalten einpressen zu können, muß zwischen dem Schlauch- oder Leitungsstück, durch das unter diesem hohen Druck das flüssige Kunststoffmaterial hindurchgepreßt wird und dem Mauerwerk bzw. Fels der zu verkleben ist; ein Verbindungsglied vorgesehen sein. Als Verbindungsglieder dienen hier die sogenannten Injektionspacker. Um einen solchen Injektionspakker verwenden zu können, wird im Mauerwerk oder Fels ein Bohrloch angebracht, und dieses Bohrloch wird so angelegt, daß der zu verklebende Riß von diesem Bohrloch etwa in der halben Länge gekreuzt wird. In dieses Bohrloch wird dann in der Folge der Packer eingesetzt und im Bohrloch verspannt, denn die Verspannungskräfte müssen ja die Reaktionskräfte beim Einpressen der Kunststoffmassen aufnehmen, ohne daß der Injektionspacker aus diesem Bohrloch zurückgeschoben werden kann. Ist der Injektionspacker im Bohrloch verspannt, dann wird ein Schlauch oder eine Leitung am äußeren Ende dieses Injektionspackers angeschlossen und anschließend die Kunststoffmasse eingepreßt

Injektionspacker dieser Art sind bekannt (AT-PS 3 53 732; DE-AS 25 50 555). Sie bestehen aus einem Stahlröhrchen, das endseitig Gewinde trägt Das untere und kurze Gewindestück trägt eine Beilagscheibe und eine Mutter. Auf dieses Röhrchen ist ein Hochdruck-Gummischlauchstück aufgesteckt, dessen Län^e ungefähr der Entfernung der beiden inneren Gewindeenden entspricht Auf das andere Gewinde ist ebenfalls eine Mutter aufgeschraubt wobei zwischen Mutter und Gummischlauch ein zylindrisches Druckstück eventuell unter Zwischenschaltung einer Beilagscheibe aufgefädelt ist Den oberen Abschluß bildet ein mit einem Muttergewinde ausgestatteter Anschlußnippel, der auf das obere Ende des Gewindes des Stahlröhrchens aufgedreht ist. Dieser Packer wird entspannt dem Gummischlauch in das Bohrloch eingesetzt Nach diesem Einsatz wird die obere Mutter angezogen, so daß sie auf dem Gummischlauch drückt und diesen zu stauchen versucht. Dadurch klemmt sich der Packer im Bohrloch fest Anschließend wird der Injektionsschlauch angeschlossen und die Injektion durchgeführt wobei diese Injektion bei Drücken bis zu 220 bar erfolgt Ist der Injektionsvorgang beendet, so muß der Packer aus dem Bohrloch entfernt werden. In der Regel ist es nicht mehr möglich, den Packer aus der Bohrung herauszuziehen, so daß der aus dem Bohrloch hervorragende Teil abgetrennt werden muß. Dieses Abtrennen ist sehr zeitaufwendig, es muß der vorstehende Teil entweder mühsam mit einem Meißel abgeschlagen oder mit einer aufwendigen Trennscheibe abgeschnitten werden. Der bekannte und vorstehend beschriebene Injektionspacker ist darüber hinaus aufwendig konstruiert, besteht er doch aus acht Teilen. Sowohl von seinem Aufbau her wie auch von seiner Anwendung her ist dieser bekannte Packer nicht zweckmäßig. Auch die DE-PS IS 34 902 beschreibt einen konstruktiv aufwendigen Packer dieser Art.

Es ist auch ein verlorener Verschiußstopfen (DE-AS 26 33 434) bekannt mit sägezahnartigen Arretierungselementen und einem in seiner Längsbohrung angeordneten, axial verschiebbaren Rückschlagventil für Bohrlöcher im Gestein, in der Kohle oder dgl, die mit selbstaushänendem Kunststoff gefüllt werden. Dieser VerschluUstopfen besteht aus elastisch verformbarem Werkstoff, beispielsweise aus Gummi oder gummiartigen Kunstharzen, tr verjüngt sich nach vorne und besitzt am Außenumfang Greiferelemente. In seiner nach hinten enger werdenden Bohrung, die sich im Bereich der hinteren S'.irnseite des Verschlußstopfens zu einer trichterförmigen Ausnehmung zum Einführen eines Zuleitungsrohres erweitert, ist der Verschlußstopfen mit einer Abstufung als Ventilsitz für das axial verschiebbare Verschlußglied ausgestattet In die Axialbohrung des Verschlußstopfens ist ein Metallrohr eingeklebt, das bis zum Ventilsitz reicht und in welchem das Verschlußglied verschiebbar gehalten ist. Das Rohr besitzt ferner an seinem Außenmantel zwei sich trompetenförmig nach außen über die Greiferelemente hinaus erstreckende Federbleche. Ein solcher Verschlußstopfen ist nur in Verbindung mit niedrigen Drücken verwendbar, wie sie bei der Verarbeitung von schäumenden, selbstaushärtenden Kunststoffen auf Polyurethanbasis auftreten. Für hohe Drücke ist dieser Verschlußstopfen nicht einsetzbar, da keine Anschluß-

möglichkeit zwischen Zuleitungsschlauch und Verschlußstopfen besteht Darüber hinaus ist dieser Verschlußstopfen für einen verlorenen Massenartikel recht aufwendig gebaut, das eingesetzte Rohr, die trompetenartigen Federbleche und der Sicherungsstift für das Verschlußglied sind aufwendige und kostspielige Bauteile.

In diesem Zusammenhang ist auch noch ein anderer bekannter Injektionspacker zu erwähnen (FR-PS 9 53 996), der eine metallische Hülse aufweist Diese Hülse ist über die eine Hälfte ihrer Länge als Konus ausgebildet, welcher eine Art Holzgewinde trägt. Die andere Hälfte der Länge ist als mehrkantiger, sechseckiger Quader gestaltet, der ein eingeschnittenes Innengewinde trägt Der Injektionspacker ist über seine Länge von einer Bohrung durchsetzt, die dreifach abgestuft ist Zum Anschluß an die Leitung, über die die Vergußmasse eingepreßt wird, ist ein Verbindungsstück vorgesehen mit einem Gewindeschaft und einer Rändelschraube. Um diesen Injektionspacker in einem Bohrloch befestigen zu können, bedarf es eines zusätzlichen Verbindungsstückes, das hier als vorgebohrte zylindrische Hülse aus Blei ausgebildjt ist. Zur Montage des Injektionspackers muß vorerst in das in der Mauer oder im Felsen vorgesehene Loch die erwähnte Bleihülse eingefügt werden. Dann muß mittels eines Schraubenschlüssels der Injektionspacker in diese Bleihülse eingeschraubt werden, wobei fürsorglich noch eine Beilagscheibe hier angeordnet wird. Diese Konstruktion ist außerordentlich aufwendig, handelt es sich jo hier doch um einen Drehtei! mit aufgewalztem oder eingeschnittenem Gewinde, der darüber hinaus zu seiner ordnungsgemäßen Montage eines aus teurem Metall gefertigten Zwischenstückes bedarf. Nach dem Einspritzen der Vergußmasse muß der Injektionspacker entweder herausgedreht werden oder abgesägt werden. Für einen Massenartikel stellt dies einen wohl kaum tragbaren Aufwand dar, aus welchem Grund Injektionspacker dieser Bauart in der Praxis wohl keinen Eingang gefunden haben. -in

Eine weitei ä Konstruktion dieser Art wurde durch die US-Patentschrift 35 72 956 bekannt. Diese zeigt und beschreibt einen Injektionspacker, der aus Metall gefertigt ist und der einen langen konischen Schaft mit einem Außengewinde aufweist. An diesen konischen -^ Schaft schließt eine Verbreiterung an, die zum Ansatz eines Schraubenschlüssels als Schraobenkopfsechskant ausgebildet ist. Axial fortgesetzt wird dieser Schraubenkopfsechskant in Form einer zylindrischen Hülse mit einem Außengewinde, auf welches ein Anschluß- und >ⁿ Verbindungsglied aufschraubbar ist. Die den Injektionspacker durchsetzende Bohrung ist abgestuft und sie besitzt in der zylindrischen Hülse einen erheblichen größeren Durchmesser als im übrigen Bereich. Auch hier handelt es sich um einen relativ aufwendigen Konstruktionsteil, der nur in einem mehrstufigen Arbeitsverfahren hergestellt werden kann, unabhängig davon, ob dies nun über eine spanabhebende Bearbeitung geschieht, oder aber eventuell über einen Preßvorgang (Kalt- bzw. Warmfließpressen). Auch hier ist zur Montage ein Zwischenglied in Form einer zylindrischen Hülse notwendig und die von einer Längsbohrung durchsetzte Hülse besteht aus Gummi oder einem anderen elaslomeren Material, welches bei der Montage vorerst in das Bohrloch eingesetzt wird, worauf dann der Injektionspacker mittels eines Schraubenschlüssels eingedreht wird. Im betriebsbereiten Zustand ragt diese Cjmmihülse ca. V₄ ihrer Länge über das Bohrloch vor. Der Injektionspacker ist aufgrund seines Aufbaues und seines Materials aufwendig und teuer, seine Montage ist umständlich und zeitraubena und auch hier ist für den betriebsmäßigeri Einsatz eine Zwischenhülse notwendig. Nach dem Einspritzen der Vergußmasse muß versucht werden, den Injektionspacker herauszudrehen, was erfahrungsgemäß wohl in den wenigsten Fällen gelingen wird. Er muß daher abgesägt werden, ebenfalls ein aufwendiges Verfahren. Ein eventuelles Abschlagen des vorstehenden Injektionspakers ist nicht einfach, weil zwischen der Bohr'ochkante und dem zu brechenden oder abzuschlagenden Teil ein gummielastisches Zwischenglied liegt, das die Schläge und die dadurch bedingten Verformungen dämpft Bei diesen vorbekannten und mehrteiligen Injektionspackern sind für die ordnungsgemäße Montage stets zwei Bauteile erforderlich, nämlich der Injektionspacker selbst und die nachgiebige Hülse aus gummielastischem Material oder aus Blei, diese unterschiedlichen Bauteile haben jeweils unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen. Der nrnallene Teil des Injektionspackers ist darüber hinaus noch sehr aufwendig gebaut

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektionspacker für Bohrlochverschlüsse im Mauerwerk und gewachsenem Fels vorzuschlagen, der speziell einfach aufgebaut und trotzdem für hohe Drücke (bis zu 220 bar) geeignet ist, so daß sowohl die Fertigung, wie auch die bestimmungsgemäße Nutzung dieses Injektionspackers gegenüber den bekannten Ausführungsformen erheblich verbilligt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Mitteln gelöst.

Die durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Injektionspackers erzielbaren Vorteile sind offenbar: Er ist gegenüber den bekannten Injektionspackern außerordentlich einfach aufgebaut und besteht praktisch nur aus zwei Teilen, nämlich dem konischen Schaft und dem Nippel. Er kann mit einem Hammer in das Bohrloch eingeschlagen werden und muß nicht wie bisher mit einem Schraubenschlüssel im Bohrloch verspannt werden. Bei ausbrechenden und morschen Bohrlöchern treten dank des konischen Schaftes keine Schwierigkeiten bei der Befestigung auf, was bislang bei den herkömmlichen Injektionspackern nicht der Fell war, für welche stets ein neues Bohrloch gesetzt werden mußte. Da der Injektionspacker aus einem schlagfesten Kunststoff gefertigt ist, kann der Anschlußnippel mit einem selbstschneidenden Gewinde in die glatte Durchgangsbohrung eingesetzt werden. Nach durchgeführter Injektion muß der Packer, der in der Regel ja ca. 1 bis 2 cm aus dem Bohrloch herausragt, abgetrennt werden, und zwar zumindest bündig mit der Maueroberfläche, damit dann nachfolgend das Bohrloch auch verputzt werden kann. Beim herkömmlichen Packer ist dies eine sehr zeitraubende Arbeit, er muß mit einem Meißel abgeschlagen oder mit einer Trennscheibe abgetrennt werden. Der erfindungsgemäße Packer läßt sich ohne weitere*· und leicht durch einen seitlich geführten Schlag mit einem Hammer abschlagen, dies überraschenderweise, obgleich er aus einem schlagzähen und schlagfesten Material gefertigt is(. Da der erfindungsgemäße Injektionspacker außerordentlich einfach aufgebaut ist, ist seine Fertigung außerordentlich einfach. Er kann _;>ls Spritzgußteil gefertigt werden. Das sein bestimmungsgemäßer Einsatz ebenso einfach ist, geht aus der nachfolgenden Beschreibung unmittel-

bar hervor. Der erfindungsgemäße Injektionspacker kann in verschiedenen Längen und Durchmessern gefertigt werden, so daß für alle Anwendungsfälle geeignete Injektionspacker einfacher Bauart zur Verfügung stehen. Als Anschlußnippel kann ein handelsüblieher Nippel verwendet werden, wie er im Maschinenbau und in Verbindung mit zu schmierenden Lagern bekannt und verwendet wird. Als zusätzliches Werkzeug genügt ein schlagkräftiger Hammer, mit dem der Packer in das Bohrloch eingeschlagen wird und mit dem er nach dem Ausspritzen mit der Vergußmasse durch einen seitlich geführten Schlag einfach abgeschlagen werden kann.

Zur Veranschaulichung der Erfindung wird diese anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Ansicht des Packers teilweise im Schnitt; η F i g. 2 seine Anwendung.

Der Packer nach F i g. I ist einstückig aus sehlagfestem Kunststoff gefertigt, beispielsweise aus einem uppicrnptrn Aretalhary oder Polvamid und besitzt einen konischen Schaft I mit einem zylindrischen Flansch 2 an :o seiner Basis. Schaft I und Flansch 2 sind von einer durchlaufenden Längsbohrung 3 durchsetzt. In das im Flansch 2 auslaufende Ende der Längsbohrung 3 ist ein Anschlußnippel 4 eingesetzt. Dieser besitzt einen vorzugsweise konischen Gewindeschaft 5 mit einem 1; .selbstschneidenden Gewinde. Die Länge des Gewindeschaftes 5 entspricht ungefähr der Breite des Flansches 2. Der öffnungswinkel λ des konischen Schaftes beträgt beispielsweise 4 oder 5°. Die Länge Il des Packers beträgt ein Vielfaches des Durchmessers D seiner Basis, ju beispielsweise das Fünf- bis Siebenfache. Der Durchmesser der Längsbohrung 3 entspricht etwa der Wandstärke, wie aus F i g. 1 erkennbar.

Solche Injektionspacker stellen das Verbindungsglied her zwischen einem Bohrloch in einem Risse oder r> Sprünge aufweisenden Mauerwerk und einem Leilungs- oder Schlauchslück, über das unter hohem Druck eine Vergußmasse in das erwähnte Mauerwerk inje/iert wird. Die Vorbereitung für eine solche Injektion veranschaulicht Fig. 2. In einem von einem Riß 6 durchsetzten Mauerwerk 7 wird mit einem bekannten Bohrwerkzeug ein Bohrloch 8 angebracht, das so gelegt wird, daß es den Riß 6 ungefähr auf seiner halben Länge kreuzt. Nun wird der Injektionspacker 10 in das Bohrloch gesteckt und mit einem oder mehreren Hammerschlägen in das Bohrloch 8 hineingetrieben. Dies kann mit manuell betätigten Hämmern geschehen oder aber selbstverständlich mit Werk/eughammen-,. Nun wird der Nippel 4 in die obere Mündungsöffnung der Längsbohriing 3 eingedreht, was ohne weiteres möglich ist. das der Gcwindeschaft des Nippels konisch ist und darüber hinaus das Gewinde selbstschneidend ausgeführt ist. Mittels eines geeigneten Werkzeuges winl der Nippel festgezogen. Im oberen Müniiunnsbereich der Längsbohrting 3 braucht daher kein Gewinde vorgesehen werden. Sind die Injektionspacker auf diese Weise eingesetzt worden, so sind sie damit für die Injektion bereit. Die Vergußmasse oder Injektionsmasse wird dabei mit einem Druck bis zu 220 bar in das Bohrloch 8 hineingepreßt, von wo aus dann diese Injektionsmasse in den Riß wandert und diesen füllt.

Nach erfolgter Injektion wird durch einen von der Seite he."· auf den aus dem Bohrloch 8 vorstehenden Teil des Packers geführten Hammerschlag dieser vorstehende Teil abgeschlagen. Wie dabei zahlreiche Versuche zeigen, reißt der Packer nicht in einer mit der Außenseite 9 des Mauerwerke.·; bündigen Ebene ab. sondern mindestens ca. ¹A bis I cm tiefer, so daß nach dem Abschlagen des vorstehenden Packertcües eine leicht zu verputzende Öffnung übrigbleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Injektionspacker für Bohrlochverschlusse im Mauerwerk oder im gewachsenen Fels, der einen Anschluß für eine das Injektionsmateriai zuführende Leitung sowie einen mit einer Längsbohrung versehenen, konisch ausgebildeten aus Kunststoff bestehenden Schaft aufweist, dessen Außenfläche zur besseren Haftung im Bohrloch aufgerauht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (1) aus einem schlagfesten Kunststoff einstückig ausgebildet ist und das Anschlußstück aus einem in die an der luftseitigen Basis des konischen Schaftes auslaufende Längsbohrung (3) eindrehbaren Nippel (4) besteht.

2. Injektionspacker nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Schaft (1) an seiner luftseitigen Basis einen zylindrischen, mit dem Schaft einstückig geformten Flansch (2) aufweist, dessen axiale Länge etwa der Länge des Gewindeschaftes (5$ »ies Nippels (4) beträgt

3. Injektionspacker nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschaft (5) des Nippels (4) ein selbstschneidendes Gewinde trägt und vorzugsweise der Gewindeschaft (5) konisch ausgebildet ist.

4. Injektionspacker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel (α) des konischen Schaftes (1) ca. 3 bis 7° beträgt.

5. Injektionspacker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß seine Länge (L) ein Vielfache·; des Durchmessers (D) seiner luftseitigen Basis beträgt, vorzugsweise das Fünf- bis Siebenfache(Fig. I).

6. Injektionspacker nach, einem der Ansprüche 1 J5 bis 5, dadurch gekennzeichnet, eh.J der Durchmesser der Längsbohrung (3) etwa der Wandstärke des Schaftes (1) entspricht.