DE8536534U1 - Einschlagbarer Injektionspacker - Google Patents

Description

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PATENTANWXLr »:.»:.* ·.**..»· D-500O KÖLN 61 (MARIeNbURQ)

REM 2/85

Anmelderi Helmut Remmertz in 4050 Mönchengladbach 1 Bezeichnung: Einschlagbarer Injektionöpacker

Die Erfindung bezieht sich auf einen einschlägbären Koehdruck-Injektionspacker für das Einpressen von flüssigen Kunststoffen durch ein in einem schadhaften Betonkörper ausgeführtes Bohrloch, mit einem einstückigen Injektorschaft aus einem schlagzähen, bruchfähigen Kunststoff, in dem ein durchgehender Längskanal ausgebildet ist, der einen äußeren, ein Innengewinde aufweisenden Eintrittsbereich j· mit einem in Einschlagrichtung vorn liegenden Austritts- * ende verbindet und mit einem in das Innengewinde des Eintrittsbereichs einschraubbaren Nippel.

Derartige Injektionspacker sind für Hochdruckinjektionen mit Injektionsdrucken von 200 bar und darüber, aber auch für Injektionen mit einem Druck von wenigen bar geeignet. Der aus dem deutschen Gebrauchsmuster 85 23 152 vorbekannte Einschlagpacker der eingangsgenannten Art hat einen im wesentlichen zylindrischen Injektorschaft, an dessen Außenmantel Sägezahnvorsprünge ausgebildet sind. Um diesen Injektorschaft in einem Bohrloch verkeilen zu können, wird eine Klemmhülse benutzt, deren Wandstärke am vorderen Ein·*· treibende größer ist als am hinteren, dem Austritt des Bohrlochs zugewandten Bereich. Diese Hülse wird zunächst in ein Bohrloch gesteckt, daraufhin wird der Injektorschaft in die Hülse gesteckt und beide Teile werden gemeinsam in das Bohrloch eingetrieben. Dabei tritt eine Keilwirkung in der Tiefe des Bohrlochs auf.

In einer anderen Ausführung, siehe deutsches Gebrauchs-

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muster 83 30 425, ist der Mantel des Injektörschaftes .konisch ausgebildet, er verjüngt sich in Einschlagrichtung. Beim Eintreiben in ein Bohrloch tritt aufgrund dieser stumpfkegligen Form ein Keileffekt auf. Während das in Einschlagrichtung vorn liegende Austrittsende weitgehend ohne radiale Pressung in das Bohrloch eingetrieben wild, c.iöten LiGX (aicSSIfi VGrjj£/v5nntSH *Π]3λι.1ΟΠ5~ packer die hohen Presskräfte am Beginn des Bohrloches auf*

Bei der praktischen Durchführung von Kunststoffinjektionen mit den bekannten Packern der eingangsgenannten Art oder einem Packer nach dem deutschen Gebrauchsmuster G 81 00 571 wird zunächst, nach Bohren eines Bohrlochs, der Injektorschaft in das Bohrloch eingetrieben. Sein Kunststoff ist einerseits ausreichend schlagzäh, so daß der injektorschaft durch die Hammerschläge beim Eintreiben nur geringfügig am Eintrittsbereich verformt wird, andererseits ist der Kunststoff ausreichend unelastisch, damit bei den gewählten, relativ kleinen Kegelwinkeln um 10° ein ausreichender Keileffekt auftritt, ohne daß der Injektorschaft radial zu sehr zusammengedrückt wird. Wenn der Injektorschaft eine ausreichende Haftung und Abdichtung im Bohrloch erreicht hat, wird der Nippel im Eintrittsbereich des Kanals eingeschraubt. Er kann sich selbst ein Gewinde schneiden oder bei der Herstellung des Injektorschaftes wird bereits ein Gewinde ausgebildet. Anschließend kann nun die Injektion eines dünnflüssigen Kunststoffes erfolgen, hierzu wird eine Spritzpistole oder dergleichen an den Nippel angesetzt. Als Nippel wird ein herkömmlicher Schmiernippel verwendet, wie er auch im Automobilbau eingesetzt wird. Er hat ein innenliegendes Ventil in Form einer federbelasteten Kugel mit einer Dichtfläche. Das injizierte Kunststoffmaterial drückt diese Kugel beiseite, umströmt sie und gelangt

durch den Längskähal zum Austrittsende des Injektorschaftes, so daß Hohlräume, Risse usw. im Betonkörper ausgefüllt v/erden können.

Nun benötigt der injizierte, flüssige Kunststoff eine gewisse Zeit, um aushärten zu können. Solange das Aushärten nicht im ausreichenden Maße eingesetzt hat, sollte der Nippel nicht entfernt oder das aus dem Bohrloch vorstehende Ende des Injektorschaftes nicht abgeschlagen werden, weil - insbesondere bei hohen Injektionsdrucken - die Gefahr besteht, daß der flüssige Kunststoff dann in Gegenrichtung zur Einspritzrichtung heräusspritzt, wodurch nicht nur Verschmutzungen, sondern auch Unfälle auftreten können. Üblicherweise wartet man beim praktischen Arbeitsablauf einen Tag nach dem Injizieren ab, bevor die Injektorschafte abgeschlagen werden. Dies ist aber insbesondere bei kleineren Injektionsarbeiten lästig, denn nach erfolgter Injektion der flüssigen Kunststoffe muß die Arbeit abgebrochen und an einem Folgetage mit erneuter Anfahrt wieder aufgenommen werden. Die Fahrtzeiten stehen oft in keinem Verhältnis zur eigentlichen Arbeitszeit.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Nachteile des bekannten, einschlagbaren Injektionspackers der eingangsgenannten Art zu vermeiden und diesen dahingehend weiter zu entwickeln, daß - bei Verwendung von flüssigen Injektionskunststoffen mit vergleichbarer Topfzeit - bereits kurze Zeit nach Durchführen der Injektion und bevor der injizierte Kunststoff aushärten konnte, das überstehende Ende des Injektorschaftes abgeschlagen tind der verbliebene Riß außenseitig verspachtelt werden kann.

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Diese Aufgabe wird ausgehend von dem injekfeionspaGker der eingangsgenannten Art dadurch gelöst, daß ein Rückschlagventil vorgesehen ist und daß der Längskanal im Bereich des Austrittsendes einen Erweiterungsbereich aufweist, in den das Rücksehlagventil eingesetzt und in dem es fest mit dem Injektorschaft verbunden ist.

Als Rückschlagventil wird dabei insbesondere ein handelsübliches Meballventil eingesetzt, das aus einer kurzen Metallhülse besteht, in der eine durch eine Feder gegen eine Dichtfläche gedrückte Kugel angeordnet ist. Im Gegensatz zum Nippel hat das Rückschlagventil weder einen Ansatzbereich für eine Spritzpistole noch einen Sechskant, da das Rückschlagventil von vornherein mit dem Injektorschaft verbunden ist und nicht erst, wie der Nippel, nach dem Einschlagen eingesetzt werden muß.

Das Rückschlagventil befindet sich weitgehend innerhalb des Erweiterungsbereichs und ragt - wenn überhaupt - nur geringfügig gegenüber dem Austrittsendbereich vcr. Es hat vorzugsweise an seinem Außenmantel ein Gewinde oder sägv*- zahnförmige Vorsprünge, um einen forinschlüssigen Halt an entsprechenden Innenwandbereichen des Erweiterungsbereichs zu erreichen. Das Rückschlagventil befindet sich somit am vordersten Ende des Injektorschaftes, wodurch sichergestellt ist, daß bei einem späteren Abschlagen des überstehenden Endes des Injektorschaftes die Dichtfunktion des Rückschlagventils nicht beeinträchtigt wird.

Das Rückschlagventil wird entweder in den Erweiterungsbereich eingeschraubt, wobei hier einerseits ein Gewinde im Erweiterungsbereich vorgesehen sein kann oder erst beim Eindrehen des Rückschlagventils geschnitten wird, oder es

wird in den Erweiterungsbereich hineingepreßt, wobei hier vorteilhaft ist, daß die Wandung des Schaftes im Erweiterungsbereich nur eine geringe Materialstärke hat und dadurch der Erweiterungsbereich eine gewisse radiale Elastizität hat, was das Eintreiben des Rückschlagventils vereinfacht, oder das Rückschlagventil wird bei einem Spritzgießvorgang des Injektorschaftes in die Form gelegt und beim Gießen teilweise umspritzt, wodurch eine nachträgliche Befestigung nicht mehr erforderlich ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann entweder ein Nippel verwendet werden, der einen ventilfreien Durchgangskanal hat, oder es wird ein Nippel - wie bei den Packern der f

exngangsgenannten Art ohnehin notwendig ist - verwendet, I der selbst eine Ventilfunktion hat. Im ersteren Falle |,

verringern sich die Kosten des Nippels, im zweiten Fall \ ist ein Doppelventil vorhanden und sichergestellt, daß ]

nach Abschluß der Injektion und Abnahme der Spritzpistole , die im Längskanal unter gegebenenfalls hohem Druck stehende, allerdings geringe Kunststoffmenge durch den Nippel herausläuft und heraustropft. Insbesondere bei schräg angesetzten Packern ist ein Heraustropfen nicht immer zu vermeiden* Unabhängig von der Ausbildung des Nippels wird aber stets erreicht, daß der Nippel wiederverwendet werden kann, da erfindungsgemäß das Abschlagen des überste- :' henden Endbereiches des Injektorschaftes schon erfolgt, bevor der injizierte Kunststoff Zeit hatte, auszuhärten. Dann aber ist der Kunststoff auch im Nippel noch nicht , ausgehärtet, so daß der Nippel och gereinigt werden kann. .

Als sehr vorteilhaft hat öS siich erwiesen, ein Rückschlag- §.· ventil mit einem schmalen, bandförmigen Kopf zu verwen- |,, den, der am Äustrittsendbereich des injektoriSchaftes ge- t

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ringfügig, beispielsweise zwei bis drei Millimeter vorsteht. Dadurch wird einerseits erreicht, daß das Rückschlagventil von außen klar erkennbar ist und somit Injetionspacker mit Rückschlagventil nicht mit Injektionspackern ohne Rückschlagventil verwechselt werden können. Andererseits kann während der Produktion einfach geprüft werden, ob das Rückschlagventil korrekt im Injektorschaft sitzt und daß zumindest sein Durchgangskanal im Austrittsende frei ist.

Als sehr vorteilhaft hat es sich erv/iesen, den Eintrittsbereich des Injektorschaftes ballig auszubilden, jedenfalls keine v/inkligen Kanten vorzusehen. Da beim Eintreiben des Injektorschaftes die Hammerschläge nicht immer exakt axial den Injektorschaft treffen, kommt es zu Verformungen und Abplatzungen insbesondere im Bereich der Kanten. Dies wird durch eine ballige Ausbildung vermieden, zumindest aber verringert.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nicht einschränkend zu verstehen sind, näher erläutert und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine teilweise als Axialschnitt ausgeführte Seitenansicht eines Injetionspackers gemäß der Erfindung und

Fig. 2 ein Teilstück einer schnittbildlichen Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels mit gestrichelt angedeuteter Spritzgießform.

Figur 1 zeigt teilweise schnittbildlich einen kompletten Hochdrück-Injektionspacker gemäß der Erfindung/ er be-

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steht aus einem einstückigen Injektorschaft 20 aus einem schlagzähen, bruchfähigen Kunststoff, einem Nippel 22 aus Metall und einem Rückschlagventil 24 ebenfalls aus 2-ietall. Gezeigt ist der für die Injektion vorbereitete Packer, der dargestellte Zustand tritt normalerweise nur auf, wenn der Injektorschaft 20 in ein Bohrloch (nicht dargestellt) eingetrieben ist, da erst anschließend der Nippel 22 aufgeschraubt werden kann.

Im Injektorschaft 20 ist ein durchgehender Längskanal 26 ausgebildet, der einen äußeren, ein Innengewinde aufweisenden Eintrittsbereich 30 mit einem in Einschlagrichtung vorn liegenden Austrittsende 32 verbindet. Der Nippel 22 ist ein handelsüberlicher Schmiernippel, jedoch mit einem relativ langen, in das Innengewinde 28 eingeschraubten Gewindestück, das zumindest so lang ist wie der andere Teilbereich des Nippels 22. Der dargestellte Nippel hat einen frei durchgängigen Innenkanal 34. Er dient lediglich dem Ansatz einer Spritzpistole. In einer geänderten Ausführung wird ein Nippel 22 mit einem innenliegenden Ventil, wie er als Fettschmiernippel im Kraftfahrzeugbau bekannt ist, benutzt.

Am Eintrittsendbereich hat der Injektorschaft einen Flansch 36, der im Bereich einer Schlagfläche 38 ballig ausgebildet ist. Durch die Abrundungen der Schlagfläche 38 werden Abplatzungen durch Hammerschläge vermieden.

In bekannter Weise ist der Injektorschaft 20 relativ dickwandig, der lichte Innendurchmesser des Längskanals 26 beträgt nur etwa 1/5 des Außendurchmessers seines Mantels 40. Dadurch kann der injektorschaft 20 relativ höhe IrtJiendrucke aufnehmen. Im praktischen. Betrieb muß er die

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zwischen der Verkeilungsfläche im Bohrloch und dem Eintrittsbereich 30 auftretenden, hohen Flüssigkeitsdrücke aufnehmen, ohne zu platzen oder reißen. Dagegen kann er von der Verkeilungsfläche bis zum Austrittsende 3 2 hin grundsätzlich mechanisch wesentlich einfacher aufgebaut sein, also insbesondere eine geringere Wandstärke haben. Dies wird im Bereich des Rückschlagventils 24, <?.:.s sich am vordersten Ende des Injektorschafts 20 und damir stets vor der Verkeilungsiläche befindet, ausgenutzt.

Wie beide Figuren zeigen, befindet sich am Austrittsende 32 ein Erweiterungsbereich 42, der in den Ausführungsbeispielen konzentrisch zum Längskanal 26 verläuft und zum Austrittsendbereich hin offen ist. Er nimmt das Rückschlagventil 24 auf, das aus einer Metallhülse 44, einer Kugel 46 und einer Feder 48 aufgebaut ist. Die Feder 48 drückt die Kugel 46 gegen einen Dichtsitz der Metallhülse 44 (oder eine separate Dichtung) . Zu den konstruktiven Ein·' zelheiten wird auf die US-PS 35 42 155 verwiesen. Wie auch ein eventuellas Ventil im Nippel 22 ist das Rückschlagventil 24 so ausgelegt, daß es öffnet, wenn in Einnchlagrichtung eine Flüssigkeit in den Längskanal 26 gepreßt wird. Es ist so ausgelegt, daß im Öffnungszustand die freie Ventil-Durchflußfläche etwa genauso groß ist wie der lichte Querschnitt des Längskarvals 26.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat die Metallhülse an ihrem Außenmantel vier sägezahnförmige Rippen 50, formgleiche Ausnehmungen sind im Innenmantel des Erweiterungsbereichs 42 vorgesehen. Die Rippen behindern ein Herausziehen des Rückschlagventils 24 aus dem Erweiterungsbe-

f reich 42. Die Materialstärke des Injektorschaftes 20 seit-

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lieh des Erweiterungsbereiches 42 ist deutlich geringer als im sonstigen Bereich, so daß hier das Material eine gewisse radiale Nachgiebigkeit zeigt. Dies ermöglicht es, das Rückschlagventil 24 in den Erweiterungsbereich 42 hineinzuschlagen oder kraftvoll hineinzudrücken. Ist d3s Riickschl5"V2nti 1 24 s initial sin^esstzt- so verbiß ibt es aufgrund der Rippen 50 an seinem Platz. Anstelle der Rippen 50 kann auch ein Gewinde vorgesehen sein, es ist dann vorteilhaft, aber nicht notwendig, auch im Erweiterungsbereich 42 ein Innengewinde vorzusehen. Bei der Injektion von flüssigem Kunststoff treten im Bereich des Rückschlagventils 24 nur geringe Differenzdrucke auf, so daß nicht die Gefahr besteht, daß das Rückschlagventil 24 durch den Flüssigkeitsdruck aus dem Injektorschaft 20 gepreßt wird.

Fig. 2 zeigt eine andere Art der Verbindung zwischen Rückschlagventil 24 und Injektorschaft 20. Es wird ein spezielles Rückschlagventil 24 eingesetzt, das auf der zum Eintrittsbereich 30 befindlichen Seite der Kugel 46 einen möglichst langen Führungskanal 52 ausbildet. Am Außenumfang dieses Kanals hat es Ausformungen 54, die für einen formschlüssigen Halt innerhalb des Injektorschaftes 20 sorgen. Die gezeigten Ausformungen 54 sind lediglich beispielhaft, jede andere, einen Formschluß sichernde Ausbildung ist möglich.

In Fig. 2 ist der Zustand der Herstellung des Injektorschaftes 20 und seiner Verbindung mit dem Rückschlagventil 24 gezeigt: Die Teile befinden sich innerhalb einer strichpunktiert angedeuteten Spritzgießform 56. In den Führungskanal 52 ist eine ebenfalls strichpunktiert dargestellte Stange 58 eingeschoben, die üblicherweise dazu

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dient, den Langskanal 26 beim Spritzgießen freizuhalten. Im Ausfuhrüngsbeispiel nach Fig. 2 hat sie die zusätzliche Aufgabe, das Rückschlagventil 24 zu halten und zu positionieren. Das Rückschlagventil 24 wird vor dem Spritzvorgang auf einen verjüngten Endbereich der Stange 58 aufgeschoben. Dabei wird im Bereich der Verjüngung und bei den Toleranzen im Bereich des Führungskanals 52 darauf geachtet, daß beim späteren Spritzvorgang kein Kunststoffmaterial in den Führungskanal 52, auf jeden Fall nicht zur Kugel 46, gelangen kann. Im in der Figur unteren Bereich der Form 56 befindet sich eine Ausnehmung 60, die eine präzise Positionierung des Rückschlagventils 24 sicherstellt und in einer anderen Ausführung auch ihrerseits den Halt des Rückschlagventils 24 innerhalb der noch leeren Form 56 sichern kann. Zusätzlich ist ein O-Ring in der Ausnehmung 60 vorgesehen, um zu verhindern, daß beim Spritzvorgang Kunststoff in den nach unten offenen Austrittsbereich des Rückschlagventils 24 eindringen kann.

Wird der in Fig. 2 dargestellten Position Kunststoff in den Hohlraum der Spritzgießform 56 eingespritzt, so wird der in der Figur dargestellte Injektorschaft 20 ausgebildet, der bei seinem Erkalten das Rückschlagventil 24 formschlüssig umfaßt und einbettet. Das Rückschlagventil 24 sitzt dann permanent fest im Injektorschaft 20.

Wie in den Figuren gezeigt is5t, wird darauf geachtet, daß der verwendete Nippel 22 und das Rückschlagventil 24 Innenmaße haben, die im wesentlichen dem Innenmaß des Längskanals 26 entsprechen, so daß, wenn Flüssigkeit durch den Langskanal 26 strömt, möglichst keine Engstellen auftreten. Das Rückschlagventil 24 kann auch in den Erweiterungsbereich 42 des Injektorschaftes 20 eingeklebt werden.

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Der Außendurchmesser des Injektorschäftes 20 im Bereich des Rückschläventils 24 ist kleiner¹ gewählt als der innendurchmesser des für die Injektion benutzten Bohrlochs, wodurch vermieden wird, daß im Bereich des Rückschlagventils 24 beim Einschlagen Kräfte auftreten können und Ά~*Α\λ vy-, K >3 -i λ T?iir*ir4- ι λπ rlciQ Diiz-tb-cs/^iii z* ni.T on -l· -lic 3ζ Hooin —

trachtigt wird. In den gezeigten Ausfuhrungsbeispielen steht das Rückschlagventil 24 jeweils mit einem flachen, zwei bis drei Millimeter dicken Bund 64 gegenüber dem Aiistrittsendbereich des Injektorschaftes 20 vor* Er hat einen etwas größeren Außendurchmesser als der restliche Teil der Metallhülse 44.

Claims (1)

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   REM 2/85

   Anmelder: Helmut Remmertz in 4050 Mönchengladbach 1 Bezeichnung: Einschlagbarer Injektionspacker

   SCHUTZANSPRÜCHE

   1. Einschlagbarer Hochdruck-Injektionspacker für das Einpressen von flüssigen Kunststoffen durch ein in einem schadhaften Petonkörper ausgeführtes Bohrloch,

   - mit einem einstückigen Injektorschaft (20) aus einem schlagzähen, bruchfähigen Kunststoff, in dem ein durchgehender Längskanal (26) ausgebildet ist, der einen äußeren, ein Innengewinde (28) aufweisenden Eintrittsbejsich (30) mit einem in Einschlagrichtung vorn liegenden Austrittsende (32) verbindet und

   - mit einem in das Innengewinde (28) des Eintrittsbereichs (30) einschraubbaren Nippel (22),

   dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (24) vorgesehen ist und daß der Längskanal (28) im Bereich des Austrittsendes (32) einen Erweiterungsbereich (42) aufweist und in diesen konzentrisch zum Längskanal (26) das Rückschlagventil (24) eingesetzt und in dem es fest mit dem Injektorschaft (20) verbunden ist.

   2. Packer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungsbereich (42) eine deutlich dünnere Wandstärke als der übrige Bereich des Injektorschaftes (20) hat.

   3. Packer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß das Rückschlagventil (24) eine Metallhülse (44) auf" weist.

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   <?. Packer nach eineia der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- \ kennzeichnet, daß das Rückschlagventil (24) an seinem

   % Außenmantel für eine formschlüssige Verankerung geeig-

   nete Vorsprünge, insbesondere Rippen (50) oder Aus-

   formungen (54) hat.

   j| 5. Packer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge

   kennzeichnet, daß im Erweiterungsbereich (42) ein Innengewinde ausgebildet ist.

   6. Packer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungsbereich (42) konzentrisch zum Längskanal (26) verläuft und zum Austrittsendbereich hin offen ist.

   7. Packer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel (22) einen ventilfreien Innenkanal (34) aufweist, oder daß im Innenkanal (341 ein in Eintreibrichtung öffnendes Ventilteil vorgesehen ist.

   8. Packer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsbereich (30) im Bereich einer Schlagfläche (38) ballig abgerundet ist.

   β 9. Packer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge-

   '< kennzeichnet, daß das Rückschlagventil (24) einen

   axialen Führungskanal (52) hat.

   - 10. Packer nach oinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge-

   kennzeichnet, daß die Metallhülse (44) des Rückschlag-

   Ί Ventils (24) einen überstehenden Bund (64) aufwö.Lst.

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