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Dokumentenidentifikation DE102007008966A1 06.09.2007
Titel Injektionskopf
Anmelder Friedr. Ischebeck GmbH, 58256 Ennepetal, DE
Erfinder Döpp, Friedrich Armin, 58256 Ennepetal, DE;
Kelly, Michael Shaun, Queensland, AU
Vertreter H.-J. Rieder und Partner, 42329 Wuppertal
DE-Anmeldedatum 21.02.2007
DE-Aktenzeichen 102007008966
Offenlegungstag 06.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse E21D 20/02(2006.01)A, F, I, 20070221, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E02D 5/54(2006.01)A, L, I, 20070221, B, H, DE   E02D 5/74(2006.01)A, L, I, 20070221, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Injektionskopf (1) für Injektionsbohranker, aufweisend einen Spülkopf (2), welcher ein Außenteil (3) mit zumindest einem ersten und einem zweiten Zufuhranschluss (6, 7) zur separaten Zufuhr von Zufuhrkomponenten und ein im Außenteil (3) dazu relativ um eine Längsachse (4) drehbar aufgenommenes Innenteil (5) aufweist, wobei das Innenteil (5) rückseitig einen Anschluss (10) für einen Bohrantrieb und vorderseitig Anschlussmittel zum Anschluss einer mit äußerem Ankergewinde (21) versehenen Ankerstange (22) aufweist sowie mit den ersten und zweiten Zufuhranschlüssen (6, 7) in Verbindung stehende erste und zweite Zufuhrleitungen (26, 27), die zu einer Leitungsverbindung (39) gerichtet sind, welche in Verbindung mit einer im Bereich der Anschlussmittel liegenden Austrittsöffnung (40) steht. Die Erfindung betrifft außerdem eine Spülmutter (15), vorzugsweise für einen zuvor genannten Injektionskopf (1). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einbohren eines Bohrinjektionsankers und zur Zufuhr mehrerer Zufuhrkomponenten einer Verpressmasse in den beim Einbohren gebildeten Bohrspalt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Injektionskopf für Injektionsbohranker. Derartige Injektionsbohranker sind im Stand der Technik aus DE 34 001 82 A1 bekannt. Es handelt sich um je nach gewünschter Einbohrtiefe aus ein oder mehreren Ankerstangen zusammengesetzte Bohranker mit einem durchgehenden mittleren Injektionskanal, der mit vorzugsweise an der Bohrkrone liegenden Austrittsöffnungen in Verbindung steht. Dadurch kann in den beim Einbohren gebildeten ringförmigen Bohrspalt vom freien Ankerende her eine im Bohrspalt später aushärtende Verpressmasse injiziert werden. Aus Anwendungen bspw. im Bergbau, speziell im Kohlebergbau, ist bekannt, dass die gebohrten Ankerlöcher nicht stabil bleiben, so dass man gerade auch unter Wasserandrang zwischen Anker und Gestein einen sehr schnellen Verbund benötigt. Als Verpressmasse sind auch unter solchen Bedingungen sog. 2-Komponenten-Kunstharze geeignet, deren eine Komponente ein Harz (z.B. Wasserglas) und deren andere Komponente ein Härter ist. Werden beide Komponenten miteinander vermischt, tritt innerhalb kurzer Zeit die gemeinsame Aushärtung ein. Zur Verarbeitung ist bekannt, einen Injektionsbohranker zunächst mit einem Bohrgerät einzubohren, dann das Bohrgerät vom Ankerende abzunehmen und dafür ersatzweise an das Ankerende ein Mischrohr anzuschließen und dann dem stillstehenden Injektionsbohranker die beiden Komponenten durch das Mischrohr hindurch zuzuführen. Diese Technik umfasst im Hinblick auf den notwendigen Austausch des Bohrgeräts gegen das Mischrohr mehrere getrennte, im Ganzen zeitintensive Arbeitsschritte, wobei auch die Tatsache, dass die Verpressmasse nur bei nicht angetriebenem, d.h. ruhendem Injektionsbohranker zugeführt werden kann, als Einschränkung empfunden wird.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Injektionskopf vorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere die vorgenannten Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung zunächst und im Wesentlichen in Verbindung mit den Merkmalen gelöst, dass der Injektionskopf einen Spülkopf aufweist, welcher ein Außenteil mit zumindest einem ersten und einem zweiten Zufuhranschluss zur separaten Zufuhr von Zufuhrkomponenten, vorzugsweise auch zur separaten Zufuhr von Harz- und Härter-Komponenten eines 2-Komponenten-Kunstharzes, und ein im Außenteil dazu relativ um ein Längsachse drehbar aufgenommenes Innenteil aufweist, wobei das Innenteil rückseitig einen Anschluss für einen Bohrantrieb, vorzugsweise für einen Bohrhammer, und vorderseitig Anschlussmittel zum Anschluss einer mit äußerem Ankergewinde versehenen Ankerstange aufweist sowie mit den ersten und zweiten Zufuhranschlüssen in Verbindung stehende erste und zweite Zufuhrleitungen, die zu einer Leitungsverbindung gerichtet sind, welche in Verbindung mit einer im Bereich der Anschlussmittel liegenden Austrittsöffnung steht. Der Injektionskopf kann an dem ruhenden, mit den separaten Zuführanschlüssen versehenen Außenteil bspw. an einer Lafette gehalten oder mit gewünschtem Vorschub verfahren werden, während das darin drehbare Innenteil mittels eines daran anschließbaren üblichen Bohrgeräts, vorzugsweise einem Bohrhammer, einen drehenden oder dreh-schlagenden Antrieb erfahren kann. Ein derartiger Injektionskopf ist erfindungsgemäß sowohl beim Einbohren als auch bei der Zufuhr der Komponenten der Verpressmasse mit dem Injektionsbohranker verbunden, d.h. es muss nicht nach dem Einbohren der Bohrantrieb erst in einem zusätzlichen Arbeitsschritt abgenommen und dafür der Injektionskopf mit dem Anker verbunden werden. Indem das Außenteil zwei separate Zufuhranschlüsse aufweist und das Innenteil dazu relativ um eine Längsachse drehbar ist, bietet der erfindungsgemäße Injektionskopf die Möglichkeit, zwei Komponenten einer Verpressmasse, vorzugsweise eines 2-Komponenten-Kunstharzes, im Bedarfsfall auch bei weiterhin laufendem Bohrantrieb, d.h. bei drehendem oder dreh-schlagendem Antrieb, durch den Injektionsbohranker in den Bohrspalt zuzuführen. Darüber hinaus kann der Injektionskopf auch bereits beim Einbohren des Injektionsbohrankers zur Zufuhr eines Spülmittels wie bspw. Wasser verwendet werden. Unter dem Begriff Zufuhrkomponenten werden insofern bei Verwendung eines 2-Komponenten-Kunstharzes nicht nur die beiden Komponenten Harz und Härter, der Verpressmasse verstanden. Betreffend die Anschlussmittel zum Anschluss einer Ankerstange ist bevorzugt, dass das Innenteil vorderseitig eine Ausnehmung aufweist, in der eine Spülmutter auswechselbar befestigbar, vorzugsweise einschraubbar ist, wobei die Spülmutter eine Gewindebohrung mit Innengewinde zum Einschrauben einer mit äußerem Ankergewinde versehenen Ankerstange aufweist sowie erste und zweite Leitungsabschnitte ausbildet, die getrennte und gegeneinander abdichtbare Eintrittsöffnungen aufweisen, die im eingesetzten Zustand der Spülmutter mit den ersten und zweiten Zufuhranschlüssen in Verbindung stehen und die zu der innerhalb der Spülmutter ausgebildeten Leitungsverbindung führen, welche mit einer Austrittsöffnung an der Gewindebohrung, vorzugsweise mit einer an der Stirnseite der Gewindebohrung mittig angeordneten Austrittsöffnung in Verbindung steht. Eine solche Spülmutter bietet einerseits den Vorteil, dass bei der Zufuhr von Mehrkomponenten-Verpressmasse die einzelnen Komponenten, bspw. Harz und Härter, noch nicht im Innenteil des Spülkopfes, sondern erst in der nach Gebrauch von dem Spülkopf abnehmbaren Spülmutter miteinander in Verbindung kommen können. Nach ihrem Gebrauch kann die Spülmutter als verlorenes Teil von dem Spülkopf abgenommen und gegen eine neue Spülmutter ausgetauscht werden, so dass die Gefahr vermieden wird, dass es bei einem späteren Einsatz zu Verstopfungen aufgrund von im Bereich der Leitungsverbindung miteinander ausgehärteter Komponenten kommt. Wenn für jeden weiteren Injektionsbohranker eine neue Spülmutter an den Spülkopf angeschlossen wird, ist gewährleistet, dass sich zwischen den Zufuhranschlüssen und der Austrittsöffnung keine störenden Reaktionsprodukte der beiden Komponenten befinden. Darüber hinaus kann die Spülmutter als Adapter zum Einsatz von Ankerstangen mit unterschiedlichem Durchmesser und/oder Gewinde dienen, indem sie in verschiedenen Ausführungen mit entsprechend angepasster Gewindebohrung zur Verfügung steht. Zweckmäßig kann die Ausnehmung des Spülkopf-Innenteils für die Spülmutter Innengewinde und die Spülmutter zum Einschrauben passendes Außengewinde aufweisen. Speziell ist bevorzugt, dass die Spülmutter ein Außengewinde zum Einschrauben in das Innenteil aufweist, welches einen geringeren Schraubwiderstand als ihr Innengewinde zum Einschrauben einer Ankerstange aufweist. Beispielsweise eignet sich als Außengewinde der Spülmutter ein Rundgewinde, wie bspw. R-Bohrstangengewinde nach ISO 10208, in Verbindung mit einem Trapezgewinde als Innengewinde der Spülmutter. Wenn der Schraubwiderstand der Gewinde wie beschrieben zueinander abgestuft ist, ergibt sich vorteilhaft, dass sich nach der Zufuhr der Komponenten der Verpressmasse der Spülkopf durch Richtungsumkehr (verglichen mit dem Einbohren) des Bohrantriebs unter gewünschtem Verbleib der Spülmutter als verlorenes Teil am Ankerende von der Spülmutter abkuppeln lässt. Für den darauf folgenden nächsten Bohrvorgang kann in das Innenteil des Spülkopfes, in dessen Leitungen keine Verbindung und dadurch Reaktion der Verpressmasse-Komponenten möglich ist, eine neue Spülmutter eingesetzt werden. Es ist dann gewährleistet, dass auch die Leitungsabschnitte im Bereich der Leitungsverbindung, an welcher die verschiedenen Komponenten der Verpressmasse zusammengeführt werden, für jede neue Anwendung des Injektionskopfes ohne unerwünschte Hindernisse frei durchströmbar sind. Eine zweckmäßige Ausführung wird darin gesehen, dass an der Außenoberfläche der Spülmutter die Eintrittsöffnungen seitlich abdichtende Dichtungen, vorzugsweise in Nuten der Spülmutteroberfläche eingesetzte O-Ringe, vorgesehen sind. Die Dichtungen gehören insofern zur Spülmutter, so dass jede neue Spülmutter auch mit neuen Dichtungen am Injektionskopf eingesetzt wird, wodurch ein betriebssicheres Arbeiten gewährleistet ist. Indem die die jeweiligen umschließenden Wandbereiche der Spülmutter jeweils gegen die angrenzende Wandung des Innenteils abgedichtet sind, können die Zufuhrkomponenten auch im Bereich der Ausnehmungswandung des Innenteils nicht miteinander in Verbindung kommen, so dass sich eine Spülmutter nach Gebrauch problemlos entfernen und gegen eine neue Spülmutter ersetzen lässt. Bevorzugt ist, dass in die Spülmutter eine Ankerstange einschraubbar ist, in deren mittig in Längsrichtung verlaufenden Zufuhrkanal ein Statikmischeinsatz eingeführt ist. Eine solche Ankerstange kann ebenso wie die Spülmutter als nach ihrem Einsatz verlorene Komponente des Injektionskopfes aufgefasst werden. Der Statikmischeinsatz kann eine Mehrzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten Schikanen, vorzugsweise in Gestalt von Spiralwindungsabschnitten, aufweisen, durch welche die verschiedenen gemeinsam durch das Ende des Zufuhrkanals im Anker zugeführten Zufuhrkomponenten, bspw. Harz und Härter, beim gemeinsamen Hindurchpressen durch den Zufuhrkanal intensiv miteinander vermischt werden. Der Statikmischeinsatz ist in den Zufuhrkanal eingeführt und darin festgehalten, so dass er den Bewegungen des Ankers folgt und er durch die Verpressmasse nicht herausgedrückt wird. Die Schikanen stellen sich den durch den Zufuhrkanal gepressten Komponenten als Strömungshindernisse entgegen, wodurch es zu der gewünschten Vermischung kommt. Eine insofern zweckmäßige Ausführung des Statikmischeinsatzes kann darin liegen, dass die Spiralwindungsabschnitte zueinander drehversetzt angeordnet sind und/oder abwechselnd entgegengesetzte Steigung aufweisen und/oder mehrgängig ausgeführt sind. Sind bspw. zwei Spiralwindungsgänge ausgebildet, wird ein Drehwinkelversatz von 180° zwischen benachbarten Abschnitten als im Hinblick auf die Mischwirkung vorteilhaft bewertet. Letztendlich kann der gewünschte Grad der Verbindung bzw. Durchdringung der separat zugeführten Zufuhrkomponenten auch durch die Anzahl der Schikanen beeinflusst werden.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Spülmutter, vorzugsweise für den vorangehend beschriebenen Injektionskopf, aufweisend eine Gewindebohrung mit Innengewinde, vorzugsweise Trapezgewinde, zum Einschrauben einer mit äußerem Ankergewinde versehenen Ankerstange, erste und zweite Leitungsabschnitte zur Verbindung mit separaten Zufuhranschlüssen von Zufuhrkomponenten, wobei die Leitungsabschnitte getrennte und gegeneinander abdichtbare Eintrittsöffnungen aufweisen und zu einer innerhalb der Spülmutter ausgebildeten Leitungsverbindung führen, die mit einer mittigen Austrittsöffnung an der Gewindebohrung in Verbindung steht, und aufweisend Außengewinde, insbesondere R-Bohrstangengewinde nach ISO 10208, zum Einschrauben der Spülmutter in ein Spülkopfinnenteil, wobei das Außengewinde einen geringeren Schraubwiderstand als das Innengewinde aufweist. Zu insofern möglichen Weiterbildungen, sich ergebenden Wirkungen und Vorteilen wird auf die vorangehende Beschreibung Bezug genommen.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Einbohren eines Bohrinjektionsankers und zur Zufuhr mehrerer, insbesondere miteinander aushärtender, Zufuhrkomponenten einer Verpressmasse in den beim Einbohren gebildeten Bohrspalt. Zur vorteilhaften Weiterbildung eines solchen Verfahrens schlägt die Erfindung vor, dass ein Injektionskopf, welcher gesonderte Zufuhranschlüsse für die Zufuhrkomponenten aufweist, mit dem Bohrinjektionsanker und mit einem Bohrantrieb verbunden wird, dass der Bohrinjektionsanker bis zu einer gewünschten Tiefe, vorzugsweise unter Zufuhr von Spülmittel durch einen Zufuhranschluss, in den Boden eingebohrt wird, dass in der gewünschten Tiefe die Zufuhr von Spülmittel abgeschaltet und die Zufuhrkomponenten, vorzugsweise Harz und Härter der Verpressmasse, vorzugsweise bei zumindest zeitlich anteilig laufendem Bohrantrieb, durch die Zufuhranschlüsse des Injektionskopfes zugeführt und durch den Bohrinjektionsanker in den Bohrspalt eingepresst werden. Erfindungsgemäß kann sowohl das Einbohren und die Zufuhr der Verpressmasse ohne Unterbrechung durch Montagearbeiten, d.h. ohne Zeitverlust in einem insofern durchgehenden Verfahren erfolgen, wodurch das Verfahren auch vereinfacht wird. Der Injektionskopf kann in mehreren Funktionen sowohl zunächst zur Zufuhr eines Spülmittels beim Einbohren, wie auch zur späteren Zufuhr der Komponenten einer Verpressmasse eingesetzt werden.

Auch kann bei Bedarf auch noch die Zufuhr der Verpressmasse bei laufendem bzw. drehendem Bohrantrieb erfolgen, wodurch sich die Verteilung der Verpressmasse im Bohrspalt günstig beeinflussen lässt. Das vorherige Einbohren des Bohrinjektionsankers selbst kann je nach Bedarf bspw. drehend oder drehschlagend unter Verwendung eines herkömmlichen Bohrantriebs (bspw. eines Bohrhammers) erfolgen. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bevorzugt, dass ein Injektionskopf verwendet wird, der einzelne oder mehrere der vorangehend dazu beschriebenen Merkmale aufweist. Speziell ist bevorzugt, dass der die hintere, zum Anschluss dienende Ankerstange umfassende Bohrinjektionsanker bis zu der gewünschten Tiefe unter Zufuhr von Spülmittel, wie bspw. Wasser, durch den ersten Zufuhranschluss des Injektionskopfes in den Boden eingebohrt wird, dass in der gewünschten Tiefe die Zufuhr von Spülmittel abgeschaltet und in den Bohrspalt durch den vorzugsweise ersten Zufuhranschluss Harz, bspw. Wasserglas, und durch den vorzugsweise zweiten Zufuhranschluss Härter, bspw. Isocyanat, eingepresst wird. Daran anschließend besteht die Möglichkeit, zunächst die Zufuhr von Härter abzustellen und die Zufuhr von Harz mittels geeigneter Ventile so umzustellen, dass die ersten und zweiten Zufuhrleitungen des Injektionskopfes mit Harz und vorzugsweise bei Schichtende anschließend mit einem Spülmittel, wie Öl, durchgespült werden. Die Zufuhrleitungen des Injektionskopfes, speziell im Innen- und Außenteil des Spülkopfes, können so vor dem nächsten Einsatz des Injektionskopfes gereinigt werden.

In Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Injektionskopf kann die Spülmutter zu Beginn des Verfahrens auf eine mit Ankergewinde versehene Ankerstange des Bohrinjektionsankers aufgeschraubt und vorzugsweise eine Kalottenplatte auf das der Ankerstange zuweisende Ende der Spülmutter aufgeschoben werden, worauf die Spülmutter in das Spülkopfinnenteil fest eingeschraubt wird. Dabei kann ein insofern manuell gesteuerter, alternativ aber auch ein zwangsläufig gesteuerter, vollmechanisierter bzw. automatisierter Ankereinbau erfolgen. Zur Automatisierung besteht die Möglichkeit, dass dem Spülkopf eine Mehrzahl von vormontierten Einheiten vorzugsweise gleicher Länge, aufweisend je eine Spülmutter mit darin eingeschraubtem Bohrinjektionsanker und vorzugsweise eine auf die Spülmutter aufgeschobene Kalottenplatte, magaziniert zugeführt werden. Der in die Spülmutter eingeschraubte Bohrinjektionsanker kann je nach Bedarf eine gewünschte Anzahl von mittels Kupplungen verbundener Ankerstangen sowie eine geeignete Bohrkrone aufweisen. Wenn durch die Wahl bzw. Gestaltung der Gewinde der Schraubwiderstand zwischen Spülmutter und Spülkopf niedriger als der Schraubwiderstand zwischen Spülmutter und Ankerende ist, lässt sich der Spülkopf durch Umkehr der Drehrichtung automatisch von der Spülmutter lösen, die als verlorenes Teil am Ankerende verbleibt. In Verbindung mit der magazinierten Zufuhr der besagten Einheiten lassen sich beim Einbringen einer größeren Ankeranzahl kurze Taktzeiten erreichen. Wird der Bohrinjektionsanker so tief eingebohrt, dass sich die Kalottenplatte gegen die das Bohrloch umgebende Wandung stützt, wird der Bohrlochmund durch die aufgepresste Kalottenplatte zumindest teilweise verschlossen, so dass bei der anschließenden Zufuhr einer Füllmasse, wie Harz und Härter, in den Bohrlochspalt aus dem Bohrlochmund nur (wenn überhaupt) geringe Mengen davon austreten können. Die Zufuhrkomponenten der Verpressmasse können durch den Injektionskopf in für die jeweilige Anwendung geeigneter Menge zugeführt werden, so dass der beim Einbohren gebildete, den Bohrinjektionsanker im Boden umgebende Hohlraum im gewünschten Umfang, vorzugsweise vollständig, ausgefüllt wird. Da die Verpressmasse, bspw. 2-Komponenten-Kunstharze, zufolge ihrer Zufuhr durch den Injektionskopf aus einem großen Vorrat stets in praktisch unbegrenzter Menge zur Verfügung steht, können zusätzlich zu dem Bohrloch auch umgebende Risse und Klüfte im Boden, selbst in großem Volumen, unter Druck mit verfüllt werden. Das Eindringen des dünnflüssigen Klebers in die Spalten des Gesteins verbessert die Tragfähigkeit (Scherfestigkeit, Druckfestigkeit) zusätzlich zur reinen Ankerwirkung. Indem die Auswahl bzw. Kombination der Zufuhrkomponenten und die zuvor genannten Verfahrensparameter an jeden einzelnen Anwendungsfall anpassbar sind, lässt sich selbst unter schwierigen Bedingungen, bspw. unter Wasserandrang, zwischen Anker und Gestein ein schneller Verbund erreichen, wobei die Verbundwirkung je nach Anwendungsbedingungen bspw. nach einem Zeitraum von nur 1 bis 60 Minuten zur Verfügung steht. Insbesondere besteht die Möglichkeit, die Reaktionszeit des 2-Komponenten-Kunstharzes durch die Menge an Härter, bzw. durch das Mengenverhältnis von Härter zu Kunstharz einzustellen, was insbesondere durch Drehzahlsteuerung bzw. -regelung der jeweiligen Förderpumpen der Zufuhrkomponenten erfolgen kann. Dabei können als Harz bspw. Wasserglas und als Härter bspw. Isocyanat, alternativ aber auch andere Zufuhrkomponenten zur Anwendung kommen. Vorzugsweise kann das Mischungsverhältnis von Harz zu Härter etwa 2:1 betragen. Je nach Anforderung sind aber auch abweichende Verhältnisse möglich, und es besteht auch die Möglichkeit, die verschiedenen Zufuhrkomponenten in einem von Anwendung zu Anwendung unterschiedlichen Mengenverhältnis zuzuführen. Eine Weiterbildung des Verfahrens ist auch dahingehend möglich, dass das Einbohren des Bohrinjektionsankers durch eine Verzugsmatte hindurch und so tief erfolgt, bis die Kalottenplatte die Verzugsmatte gegen die das Bohrloch umgebende Wandung presst. Sobald das eingepresste Harz eine Klebkraft von vorzugsweise 10 bis 20 kN entwickelt hat und die Verzugsmatte verspannt bleibt, kann der Spülkopf mittels des Bohrgeräts von der Spülmutter abgedreht werden. Die Gefahr, dass die Spülmutter dabei vom Injektionsbohranker abdreht, ist nicht gegeben, wenn der Schraubwiderstand (d.h. das zum Abschrauben benötigte Drehmoment) zwischen Spülmutter und Spülkopf geringer als zwischen Spülmutter und Bohrinjektionsanker ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in die erste und/oder in die zweite Zufuhrleitung Rückschlagventile eingesetzt sind, deren Durchlassrichtung zu dem Aufnahmeraum für die Spülmutter hin gerichtet ist.

Diese verhindern, dass es nach dem Verpressen eines Bohrinjektionsankers unter Zufuhr von Zufuhrkomponenten und dem Entfernen der an dem Anker verbleibenden Spülmutter aus der Aufnahme im Spülkopf zu einem ungewollten Nachfließen von Zufuhrkomponenten aus den Zufuhrleitungen in die besagte Ausnehmung kommt. Durch die Rückschlagventile wird somit verhindert, dass die Aufnahme für die Spülmutter im Injektionskopf verschmutzt und dass es dort zu einer Reaktion und ggf. Aushärtung der Komponenten kommen kann. Indem eine Verschmutzung verhindert wird, kann auf eine Reinigung verzichtet werden und ein automatisierter Betrieb des Injektionskopfes, insbesondere unter magazinierter Zufuhr von mit Spülmutter versehenen Injektionsankern, wird ermöglicht. Die Rückschlagventile können so beschaffen sein, dass bei Zufuhr der Zufuhrkomponenten deren Förderdruck ausreichend ist, um die Rückschlagventile in deren Durchlassrichtung zu öffnen, während bei einer Beendigung der Zufuhr der damit verbundene Druckabfall nach kurzer Zeit bewirkt, dass die Rückschlagventile selbständig schließen. Zu diesem Zweck wird besonders bevorzugt, dass die Rückschlagventile außerhalb der Spülmutter in möglichst geringem Abstand von der Spülmutter in die Zufuhrleitungen eingesetzt sind, wobei ein oder mehrere Rückschlagventile vorzugsweise in Ausmündungsbereiche der Zufuhrleitungen zu der Spülmutter eingesetzt sind und weiter vorzugsweise dabei an eine in den Spülkopf eingesetzte Spülmutter angrenzen. Indem die Rückschlagventile in den Zulaufleitungen der Zufuhrkomponenten möglichst nahe am Ausgang zu der Spülmutter angeordnet sind, d.h. die Rückschlagventile möglichst dicht benachbart zu der Spülmutter eingebaut sind, werden in den vor der Spülmutter liegenden Abschnitten der Zufuhrleitungen Rücklaufvolumina, welche in Durchlassrichtung hinter den Rückschlagventilen liegen, möglichst weitgehend vermieden. Auf diese Weise wird nicht nur ein Nachströmen von Zufuhrkomponenten aus Richtung der Zufuhranschlüsse, sondern auch weitgehend ein Nachlaufen aus in Ventildurchlassrichtung hinter den Rückschlagventilen liegenden Leitungsabschnitten verhindert. Um zu erreichen, dass die Rückschlagventile nach dem Abschalten der Komponentenzufuhr selbständig schließen ist bevorzugt, dass die Rückschlagventile einen mittels Federkraft in Sperrrichtung zu einer Ventilschließstellung hin beaufschlagten, vorzugsweise kugelförmigen, Ventilkörper aufweisen, der von einer die Zufuhrleitung in Durchlassrichtung zu der Leitungsverbindung hin durchströmenden Zufuhrkomponente entgegen der Federkraft in eine Ventiloffenstellung verlagerbar ist. Des weiteren kann eine montagefreundliche Ausführung darin liegen, dass die Rückschlagventile zum axialen Einpressen in die Zufuhrleitungen patronenartig ausgebildet und vorzugsweise mittels einer Spreizhülse in der Zufuhrleitung in Axialrichtung festlegbar sind. Ein derartiges Rückschlagventil kann komplett ohne weitere Bearbeitung in eine Bohrung am Ende einer Zufuhrleitung eingepresst werden. Bevorzugt ist außerdem, dass eine Pressbuchse vorgesehen ist, welche in einen axialen Fortsatz der Ausnehmung des Innenteils einpressbar ist und welche mittels einer Bohrung einen in Zufuhrrichtung vor der Spülmutter angeordneten Abschnitt der ersten Zufuhrleitung bildet, wobei in die Bohrung der Pressbuchse ein Rückschlagventil, vorzugsweise ausgehend von der der Spülmutter zugewandten Seite, eingesetzt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen, näher beschrieben. Darin zeigt:

1: in einem Längsschnitt den erfindungsgemäßen Injektionskopf in einer bevorzugten Ausführungsform, nach dem Einbohren eines Bohrinjektionsankers mittels einem (zeichnerisch nicht mit dargestellten) Bohrgerät,

2: schematisch als Blockbild an den Injektionskopf zur Zufuhr verschiedener Medien anschließbare Zufuhreinrichtungen, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,

3: die in 1 gezeigte Anordnung während der separaten Zufuhr von Harz und Härter eines 2-Komponenten-Kunstharzes über je einen Zufuhranschluss,

4: die gleiche Anordnung, bei der späteren Zufuhr von Harz durch beide Zufuhranschlüsse,

5: in Schnittansicht die nach dem Ablösen des Spülkopfes an dem verfüllten Bohrloch verbleibende Anordnung aus Bohrinjektionsanker, Spülmutter und Kalottenplatte,

6: nach dem Ablösen von der Spülmutter den Spülkopf während der Zufuhr eines Reinigungsöls durch beide Zufuhranschlüsse,

7: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Spülmutter in einer bevorzugten Ausführungsform,

8: eine Seitenansicht in Blickrichtung VIII gemäß 7,

9a-9c: als Einzelteil den in den 1 und 35 dargestellten Statikmischeinsatz,

10: in einem Längsschnitt den erfindungsgemäßen Injektionskopf in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform während der separaten Zufuhr der beiden Komponenten eines Zwei-Komponenten-Kunstharzes,

11: die in 10 gezeigte Ausführungsform, jedoch nach dem Ablösen der Spülmutter von dem Spülkopf,

12: den in 11 angegebenen Ausschnitt XII in Vergrößerung,

13: in einer Ausschnittsvergrößerung der in den 10 bis 12 gezeigten Ausführungsform perspektivisch die Lage von Rückschlagventilen und

14: perspektivisch eine Außenansicht des in den 10 bis 13 gezeigten Spülkopfes.

1 zeigt den erfindungsgemäßen Injektionskopf 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, aufweisend einen Spülkopf 2 mit einem Außenteil 3 und einem darin dazu relativ um eine Längsachse 4 drehbar aufgenommenen Innenteil 5. An dem hülsenartigen Außenteil 3 sind in die am in Blickrichtung oberen Umfang liegenden Durchgangsbohrungen 8 Rohrstutzen eines ersten Zufuhranschlusses 6 und eines zweiten Zufuhranschlusses 7 dichtend eingesetzt und auf zeichnerisch nicht näher dargestellte Weise befestigt (bspw. verschraubt oder verschweißt). Zwischen den Zufuhranschlüssen 6 und 7 ist an die hülsenartige Wandung des Außenteils 3, welche das im Querschnitt runde Innenteil umschließt, ein (nur im Ansatz gezeigter) Haltearm 9 befestigt (bspw. angeschraubt), an welchem der Injektionskopf 1 zum Beispiel an eine Lafette gehalten und verfahren werden kann. Das Innenteil weist rückseitig einen Anschluss 10 für einen herkömmlichen, daher zeichnerisch nicht mit dargestellten Bohrantrieb, wie bspw. einen Bohrhammer, auf. Bei dem Anschluss 10 handelt es sich um eine Sackbohrung, die im hinteren, überwiegenden Längenabschnitt ein Innengewinde zum Einschrauben des Antriebsendes eines Bohrhammers aufweist. Zur Abdichtung des Antriebsendes ist in den Anschluss 10 ein Dichtring 11 eingesetzt. Von dem Antriebsende des Bohrgeräts kann mittels der Einschraubverbindung, alternativ oder kombinativ aber auch durch dem Fachmann an sich geläufige und daher zeichnerisch nicht mit dargestellte Drehformschluss-Hilfsmittels, wie bspw. eine Passfeder-Nut-Verbindung, ein Drehmoment auf das Innenteil 5 übertragen und dieses dadurch relativ zu dem Außenteil 3 drehangetrieben werden. Die in 1 gezeigte relative axiale Lage von Innenteil 5 zu Außenteil 3 kann z.B. durch die axiale Lage des Bohrgeräts bzw. seines Antriebsendes vorgegeben werden, vorzugsweise auch im Hinblick auf einen dreh-schlagenden Antrieb. Vorderseitig weist das Innenteil 5 des Spülkopfes 2 zum mittelbaren Anschluss an einen Bohrinjektionsanker 12 eine rotationssymmetrische Ausnehmung 13 auf (vgl. 6) in deren vorderen Wandbereich ein Innengewinde 14 vom Typ eines Rundgewindes nach ISO 10208 eingebracht ist. Dieses dient zum Einschrauben einer Spülmutter 15, welche an ihren vorderen Ringbund 16 angrenzend ein passendes Außengewinde 17 aufweist. Dies ermöglicht es, die Spülmutter 15 unter nur geringem Einschraubwiderstand in die Ausnehmung 13 einzuschrauben, bis der Ringbund 16 in Anschlag zu der Stirnseite 18 des Innenteils 5 tritt. Die Spülmutter 15 weist ihrerseits eine Gewindebohrung 19 (vgl. 7) mit einem Innengewinde 20 zum Einschrauben einer mit äußerem Ankergewinde 21 versehenen Ankerstange 22 des Bohrinjektionsankers auf. Die Gewindebohrung 19 ist als Sackbohrung mit Stirnboden 23 ausgeführt, gegen den die Ankerstange 22 beim Einschrauben in Anschlag tritt. An den Stirnboden 23 angrenzend liegt eine Umfangsnut 24, in welche zur Abdichtung ein O-Ring 25 eingesetzt ist. Das Innenteil 5 weist eine erste Zufuhrleitung 26 auf, die von einer Axialbohrung 28, welche sich ausgehend von einer Stirnöffnung 30 im Bereich eines axial in die Ausnehmung 13 vorstehenden Vorsprungs 31 entlang der Rotationsmittelachse erstreckt, und zwei (oder mehr) davon am hinteren Ende ausgehenden, bis zu am Umfang gegenüberliegenden Öffnungen 32 in der Mantelwand des Innenteils 5 führenden Radialbohrungen 29 gebildet wird. Durch die Öffnungen 32 steht die erste Zufuhrleitung 26 mit einem im Außenteil 3 in Umfangsrichtung verlaufenden Ringspalt 33 und darüber mit dem ersten Zufuhranschluss 6 in Verbindung. Darüber hinaus weist das Innenteil 5 zwei zweite Zufuhrleitungen 27 auf. Diese stehen durch je eine Eintrittsöffnung 34 mit einem Ringspalt 35 und darüber mit dem zweiten Zufuhranschluss 7 in Verbindung. Die zweiten Zufuhrleitungen 27 erstrecken sich unter einem schrägen Neigungswinkel zum vorderen Ende nach radial innen gerichtet, so dass sich ihre geometrischen Längsachsen auf der Rotationsmittelachse des Innenteils 5 unter einem spitzen Winkel schneiden. Am vorderen, radial inneren Ende münden die zweiten Zufuhrleitungen 27 in am Bohrungsumfang der Ausnehmung 13 liegenden Austrittsöffnungen 38. Die Spülmutter 15 weist einen ersten axialen Leitungsabschnitt 36 und zwei radiale, zweite Leitungsabschnitte 37 auf, die sich von jeweiligen Öffnungen in der Spülmutteroberfläche zu einer innerhalb der Spülmutter liegenden, mit dem ersten Leitungsabschnitt gemeinsamen Leitungsverbindung 39 erstrecken. In Einbaulage der Spülmutter 15 bildet der erste Leitungsabschnitt 36 eine Verlängerung bzw. einen Bestandteil der ersten Zufuhrleitung 26 und die zweiten Leitungsabschnitte 37 Verlängerungen bzw. Bestandteile der zweiten Zufuhrleitungen 27. Die Leitungsverbindung 39 steht über einen axialen Leitungsabschnitt 41 mit einer am Stirnboden der Gewindebohrung 19 liegenden Austrittsöffnung 40 in Verbindung. Die jeweiligen Verbindungsstellen an den Eintrittsöffnungen 42, 43 der Spülmutter 15 sind durch O-Ringe 44 abgedichtet, die in Ringnuten in der Spülmutter eingesetzt sind. Zur Abdichtung der Ringspalte 33, 35 sind auf jeweils beiden Seiten Dichtringe 45 vorgesehen. Diese können mittels Schmiernippeln 46 mit Fett geschmiert werden, wobei das Fett auch die Kammern zwischen den Dichtringen füllt und dichtet. Aus der vorangehenden Beschreibung des Aufbaues wird deutlich, dass sich zwei unterschiedliche, dem Injektionskopf 1 durch die beiden Zufuhranschlüsse 6, 7 zugeführte Zufuhrkomponenten, bspw. ein Kunstharz und ein Härter, erst nach Austritt aus dem Innenteil 5 des Kopfteils innerhalb der Spülmutter 15 an der Leitungsverbindung 39 vermischen können. Von dort werden die Zufuhrkomponenten gemeinsam durch die Austrittsöffnung 40 dem dazu fluchtenden Zufuhrkanal 47 einer in die Spülmutter eingeschraubten Ankerstange 22 zugeführt. In den Zuführkanal 47 ist in dem gewählten Ausführungsbeispiel ein Statikmischeinsatz 48 eingeführt, dessen in Längsrichtung aneinandergrenzenden Schikanen 49 Strömungshindernisse zur Verbesserung der Durchmischung von Zufuhrkomponenten bilden.

1 zeigt den erfindungsgemäßen Injektionskopf 1 während bzw. am Ende des Einbohrens eines Injektionsbohrankers, dessen hinteres Ende an der Ankerstange 22 im Abbruch mit dargestellt ist, in einen Boden 50, während ein zum Bohrantrieb dienendes, einem Fachmann an sich geläufiges Bohrgerät an den Anschluss 10 im Innenteil 5 angeschlossen, zeichnerisch aber nicht mit dargestellt ist. Das Einbohren erfolgt so tief, bis eine mit ihrer Kalottenöffnung gegen eine schräge Außenfläche des Ringbunds 16 der Spülmutter 15 abgestützte Kalottenplatte 51 sich gegen die den Bohrspalt 52 umgebende Wandung abstützt. Wenn das Einbohren durch eine Verzugsmatte erfolgen soll, wird so tief gebohrt, bis die Kalottenplatte 51 die Verzugsmatte gegen den Boden 50 presst. In 1 ist durch eine Pfeillinie 53 angedeutet, dass dem Injektionskopf 1 durch den ersten Zufuhranschluss 6 während des Einbohrens des Bohrinjektionsankers ein Spülmittel, in dem gewählten Beispiel Wasser, zugeführt wird. Dieses gelangt durch das Innenteil 5, die Spülmutter 15, den im Bohrinjektionsanker 12 durchlaufenden Zufuhrkanal 47 und durch Öffnungen in der (in 1 nicht mit dargestellten) Bohrkrone am Bohrlochtiefsten in den Bohrspalt 52. Die Zufuhr von Wasser erfolgt durch den hinteren, d.h. dem Bohrantrieb näheren Zufuhranschluss 6 und kann während des Einbohren bspw. unter einem erhöhten Druck von etwa 15 bis 20 Bar erfolgen. Die Zufuhr von Spülmittel (Wasser) erfolgt aus einem im Blockbild von 2 schematisch dargestellten Spülmittel-Vorratsbehälter 54, von wo das Spülmittel durch eine von einem Motor 55 angetriebene Pumpe 56 durch ein Absperr-Rückschlagventil 57 durch eine Leitung 58, 68 zu dem ersten Zufuhranschluss 6 gelangt. Beim Einbohren des Bohrinjektionsankers 12 ist das Absperr-Rückschlagventil 57 geöffnet, während die übrigen Absperr-Rückschlagventile 59 bis 61 geschlossen sind. Bei Erreichen der gewünschten Bohrtiefe (1) wird das Absperr-Rückschlagventil 57 geschlossen.

3 zeigt die mit Bezug auf 1 beschriebene Anordnung bei einem folgenden Verfahrensschritt, bei welchem dem Injektionskopf 1 durch den ersten Zufuhranschluss 6 ein Harz, in dem gewählten Beispiel Wasserglas, und durch den zweiten Zufuhranschluss 7 ein dazu passender Härter zugeführt werden. Die Zufuhr von Harz durch den Injektionskopf 1 in den Bohrinjektionsanker 12 ist durch eine Pfeillinie 62 und die Zufuhr von Härter durch eine Pfeillinie 63 schematisch angedeutet. Während dieser Zufuhr kann der zeichnerisch nicht mit dargestellte Bohrantrieb am Injektionskopf angeschlossen und eingeschaltet bleiben. Es wird deutlich, dass ein Kontakt zwischen dem Harz und dem Härter (Pfeillinien 62, 63) erst innerhalb der Spülmutter zustande kommt, von wo die beiden Zufuhrkomponenten gemeinsam durch den Zufuhrkanal 47 und die Bohrkrone in den Bohrspalt 52 eingepresst werden. Das danach innerhalb einer kurzen gewünschten Zeitspanne aushärtende Reaktionsprodukt, bei dem es sich in dem gewählten Beispiel um ein 2-Komponenten-Kunstharz handelt, ist in 3 mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnet. In dem in 3 dargestellten Zustand wurde der Bohrspalt 52 bereits vom Bohrlochtiefsten bis zu der einen Mündungsverschluss bildenden Kalottenplatte 51 mit Kunstharz 64 ausgefüllt. Das injizierte Harz wird dem Injektionskopf 1 aus dem in 2 schematisch dargestellten Harz-Vorratsbehälter 65 mittels einer von dem Motor 66 angetriebenen Pumpe 67 durch das dazu geöffnete Absperr-Rückschlagventil 59 und durch den in den 2 und 3 jeweils gezeigten Zufuhranschluss 6 zugeführt. Die zweite Zufuhrkomponente, d.h. der Härter, wird dem Injektionskopf 1 aus einem Härter-Vorratsbehälter 69 mittels einer von dem Motor 66 mit angetriebenen, in dem gewählten Beispiel schwächeren Pumpe 70 durch das zu diesem Zweck geöffnete Absperr-Rückschlagventil 61 und den in den 2 und 3 jeweils gezeigten zweiten Zufuhranschluss 7 zugeführt. Bei dem in 3 gezeigten Injizieren von Harz und Härter sind die Absperr-Rückschlagventile 57 und 60 beide geschlossen.

4 zeigt einen weiteren, an den von 3 anschließenden Verfahrensschritt. Dazu wurde das Absperr-Rückschlagventil 61 geschlossen, um die Zufuhr von Härter abzuschalten, dafür jedoch das Absperr-Rückschlagventil 60 geöffnet, so dass dem Injektionskopf 1 nun über beide Zufuhröffnungen 6, 7 Harz zugeführt wird. Entsprechend bleiben das Absperr-Rückschlagventil 59 geöffnet und das Ventil 57 geschlossen. In 4 ist der während dieses Spülvorganges resultierende Strömungsweg des Harzes durch die Pfeillinien 63 schematisch dargestellt. Für den Spülvorgang mit Harz kann der Spülkopf 2, auch abhängig von der gewünschten Spüldauer, entweder noch an dem Bohrinjektionsanker 12 angeschlossen bleiben, so dass das Harz noch mit in den Bohrspalt eingepresst wird, oder zuvor davon abgenommen worden sein.

5 zeigt gemeinsam mit 6 einen dem von 4 folgenden Verfahrensschritt. Das Innenteil 5 des Spülkopfes 2 wurde dazu mittels einer Drehrichtungsumkehr des nach wie vor angeschlossenen, in 6 nicht mit dargestellten Bohrantriebs mit seinem Innengewinde 14 von dem Außengewinde 17 der Spülmutter 15 abgeschraubt. Da das entsprechende Rundgewinde einen geringeren Schraubwiderstand als das Trapezgewinde des Bohrinjektionsankers 12 verlangt, bleibt die Spülmutter 15 beim Abkuppeln des Spülkopfes 2 auf dem Bohrinjektionsanker 12 aufgeschraubt. Die Spülmutter 15 kann insofern als verlorenes Teil behandelt werden, während der Spülkopf 2 bzw. Injektionskopf 1 in Verbindung mit einer neuen Spülmutter erneut einsetzbar ist. Der Spülkopf 2 wird in dem in 6 gezeigten abgetrennten Zustand nach einer gewissen Anzahl von Bohrungen, bspw. bei Schichtende, zur Pflege mit einem Öl durchspült. Dieses wird dem Injektionskopf 1 aus einem Öl-Vorratsbehälter 71 mittels der Pumpen 67, 70 durch die dafür geöffneten Absperr-Rückschlagventile 59, 61 und die beiden Zufuhranschlüsse 6, 7 zugeführt. Der weitere Strömungsweg ist in 6 schematisch mit den Pfeillinien 72 angedeutet. Das Absperr-Rückschlagventil 60 kann ebenfalls geöffnet werden, während das Absperr-Rückschlagventil 57 geschlossen bleibt. Für einen erneuten Einsatz kann dem Injektionskopf 1 eine weitere vorbereitete Einheit aus Bohrinjektionsanker 12 mit daran endseitig aufgeschraubter Spülmutter 15 und Kalottenplatte zugeführt werden. Insbesondere wenn diese Einheiten eine jeweils gleichbleibende Länge aufweisen, kann die Zufuhr für einen mechanisierten Ankerbetrieb magaziniert erfolgen.

9a zeigt den schon in 1 dargestellten Statikmischeinsatz 48 in einer seitlichen, durch Aufbruchlinien verkürzt dargestellten Längsansicht als Einzelteil. Das insgesamt einstückige Kunststoffteil weist in dem Beispiel achtundvierzig sog. Schikanen 49, die in Längsrichtung hintereinander liegen, auf. Jede Schikane 49 ist aus zwei im gleichen Längsabschnitt um 180° zueinander winkelverdrehten Spiralwindungsabschnitten 73 gebildet, die sich ihrerseits über jeweils eine halbe Spiralwindung erstrecken. In Längsrichtung benachbarte Schikanen 49 weisen jeweils entgegengesetzte Steigungen auf und sind zueinander um eine Vierteldrehung um die Längsachse winkelversetzt. In dem gewählten Beispiel weist der Statikmischer einen Durchmesser von 12 mm und eine Gesamtlänge von etwa 400 mm auf, es versteht sich aber, dass insoweit auch abweichende Abmessungen möglich sind. An dem in Blickrichtung von 9a rechten Längsende wird der Statikmischeinsatz von einem sich im Querschnitt schneidenartig verjüngenden Profil 74 abgeschlossen. Dieses weist bei Verwendung entgegen der Strömungsrichtung, wodurch der Strömungswiderstand verringert werden kann.

Die 10 bis 14 betreffen den erfindungsgemäßen Injektionskopf 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Darin sind gegenüber den vorangehenden Figuren gleiche oder entsprechende Elemente zur besseren Übersicht mit gleichen Bezugszeichen versehen, wodurch insofern auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann. 10 zeigt in einem durch die zentrale Längsachse 4 gelegten Längsschnitt zunächst einen Betriebszustand beim Verpressen eines Bohrinjektionsankers 12, währenddessen durch den ersten und zweiten Zufuhranschluss 6, 7 getrennt die beiden Komponenten eines Zwei-Komponenten-Harzes zugeführt werden. Im Vergleich zu der in 3 gezeigten Ausführungsform besitzt die Ausnehmung 13 des Innenteils, welche zum Einschrauben der Spülmutter 15 dient, in ihrem tiefsten Grund einen axialen Fortsatz 75, der einen vergleichsweise verringerten Durchmesser aufweist. In den Fortsatz 75 ist eine Pressbuchse 76 eingesetzt und darin mittels einer Presspassung verliersicher gehalten. Die Pressbuchse besitzt eine Bohrung 77, welche mit der zentralen Längsbohrung im Innenteil 5 fluchtend in Verbindung steht und dadurch einen Abschnitt der ersten Zufuhrleitung 26 bildet. Ausgehend von der der Spülmutter 15 zugewandten Seite ist in die Pressbuchse 76 ein Rückschlagventil 78 eingesetzt. Dessen Durchlassrichtung weist in Pfeilrichtung zu der Spülmutter 15. Des weiteren ist in die vier schräg zur Längsachse 4 verlaufenden, am Umfang verteilt liegenden Bohrungen der zweiten Zufuhrleitung 27 ebenfalls jeweils ein Rückschlagventil 79 eingesetzt. Sämtliche Rückschlagventile 78, 79 sind somit in während des Bohrbetriebs rotierenden Komponenten des Injektionskopfes aufgenommen. Zugleich befinden sich sämtliche Rückschlagventile 78, 79 außerhalb der Spülmutter 15, welche in dem gezeigten Beispiel nach dem Verpressen des Bohrankers 12 als verlorenes Teil an dessen freiem Ende verbleibt, d.h. nach dem Verpressen von dem Innenteil 5 des Injektionskopfes 2 abgekuppelt wird (vgl. auch 11). Auch die Durchlassrichtung der Rückschlagventile 78 ist jeweils durch einen Pfeil angedeutet. Mit der Pfeillinie 62 für Harz und mit der Pfeillinie 63 für Härter ist die Zufuhr dieser Komponenten durch die Zulaufleitungen 26, 27 und die darin angeordneten Rückschlagventile 78, 79, die sich in 10 in ihrer Ventiloffenstellung befinden, angedeutet. In die Anschlussbohrung 10 für das Antriebsende eines Bohrhammers ist in dem gewählten Ausführungsbeispiel ein Nutring 80 eingesetzt. Betreffend die Spülmutter 15 liegt ein Unterschied gegenüber der in 3 gezeigten Ausführungsform darin, dass diese nun ausgehend vom Boden der Gewindebohrung 19 in axialer Verlängerung eine im Durchmesser verringerte Bohrung 81 zur Aufnahme einer Distanzhülse 82 aufweist. Diese stützt sich mit dem hinteren Längsende gegen einen Absatz der Spülmutter ab, während das vordere Längsende in die Gewindebohrung 19 übersteht, so dass eine definierte Abstützfläche für den Bohrinjektionsanker 12 entsteht.

11 zeigt den Spülkopf 2 gemäß 10 nach dem Verpressen des Bohrinjektionsankers und nachdem dieser gemeinsam mit der Spülmutter vom Injektionskopf 1 abgelöst wurde. Es wird deutlich, dass dabei die Pressbuchse 76 zufolge ihrer Presspassung im Innenteil 5 verbleibt. In dem hier gezeigten Betriebszustand findet keine Zufuhr von Medien durch die Anschlüsse 6 und 7 mehr statt, so dass der Druck in den Leitungen 26, 27 im Vergleich zu 10 verringert und die Rückschlagventile 78, 79 geschlossen sind.

12 zeigt, dass das mittige Rückschlagventil 28 und die jeweils in die vier am Umfang verteilt liegenden Leitungen 27 eingesetzten Rückschlagventile 79 einen mittels einer Feder 83 in Sperrrichtung zu der dargestellten Ventilschließstellung hin beaufschlagten, kugelförmigen Ventilkörper 84 aufweisen. In der in 12 gezeigten Sperrposition liegt der Körper 84 an einer Sitzfläche dichtend an. Andererseits wird der Ventilkörper 84 bei dem in 10 gewählten Betriebszustand mit Zufuhr von Harzkomponenten in Richtung zu der Feder 83 hin verlagert, so dass ein Durchlass entsteht. Die Bauform der jeweils patronenartig ausgeführten Rückschlagventile 78, 79 unterscheidet sich dadurch, dass das Rückschlagventil 78 entgegen seiner Durchlassrichtung in eine Bohrung mit einer Abstützschulter und die Rückschlagventile 79 in deren Durchlassrichtung in eine jeweilige Bohrung mit einer Abstützschulter einsetzbar sind. Die Montage kann vorzugsweise in der Weise erfolgen, dass eine Ventilpatrone in eine Bohrung zunächst bis zum Anschlag auf die Schulter eingeschoben wird. Sodann kann mittels eines sog. Treibers (nicht dargestellt) eine Spreizhülse 85 in das Ventil bündig eingepresst werden. Die Rückschlagventile 78, 79 besitzen auf der Außenseite in Umfangsrichtung verlaufende Rippen 86, die in Verbindung mit der Spreizhülse 85 ein Verkrallen in der Bohrung bewirken.

Besonders die 12 und 13 verdeutlichen, dass die Rückschlagventile 78, 79 in Ausmündungsbereiche 87 der Zufuhrleitungen 26, 27 zu der Ausnehmung 13 für die Spülmutter eingesetzt sind, so dass bei eingesetzter Spülmutter (vgl. 10) praktisch von einer angrenzenden Lage zu sprechen ist. Auf diese Weise werden auch in Durchlassrichtung hinter den Ventilen Kammern vermieden, aus denen nach dem Ablösen der Spülmutter eine Zufuhrkomponente nachfließen könnte.

Alle offenbarten Merkmale sind für sich erfindungswesentlich.


Anspruch[de]
Injektionskopf (1) für Injektionsbohranker, aufweisend einen Spülkopf (2), welcher ein Außenteil (3) mit zumindest einem ersten und einem zweiten Zufuhranschluss (6, 7) zur separaten Zufuhr von Zufuhrkomponenten und ein im Außenteil (3) dazu relativ um eine Längsachse (4) drehbar aufgenommenes Innenteil (5) aufweist, wobei das Innenteil (5) rückseitig einen Anschluss (10) für einen Bohrantrieb, insbesondere für einen Bohrhammer, und vorderseitig Anschlussmittel zum Anschluss einer mit äußerem Ankergewinde (21) versehenen Ankerstange (22) aufweist sowie mit den ersten und zweiten Zufuhranschlüssen (6, 7) in Verbindung stehende erste und zweite Zufuhrleitungen (26, 27), die zu einer Leitungsverbindung (39) gerichtet sind, welche in Verbindung mit einer im Bereich der Anschlussmittel liegenden Austrittsöffnung (40) steht. Injektionskopf nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (5) vorderseitig eine Ausnehmung (13) aufweist, in der eine Spülmutter (15) auswechselbar befestigbar, insbesondere einschraubbar ist, wobei die Spülmutter (15) eine Gewindebohrung (19) mit Innengewinde (20) zum Einschrauben einer mit äußerem Ankergewinde (21) versehenen Ankerstange (22) aufweist sowie erste und zweite Leitungsabschnitte (36, 37) ausbildet, die getrennte und gegeneinander abdichtbare Eintrittsöffnungen (42, 43) aufweisen, die im eingesetzten Zustand der Spülmutter (15) mit den ersten und zweiten Zufuhranschlüssen (6, 7) in Verbindung stehen und die zu der innerhalb der Spülmutter (15) ausgebildeten Leitungsverbindung (39) führen, welche mit einer Austrittsöffnung (40) an der Gewindebohrung (19), insbesondere mit einer an der Stirnseite der Gewindebohrung (19) mittig angeordneten Austrittsöffnung (40), in Verbindung steht. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (13) des Innenteils (5) Innengewinde (14) und die Spülmutter (15) zum Einschrauben passendes Außengewinde (17) aufweist. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülmutter (15) ein Außengewinde (17) zum Einschrauben in das Innenteil (5) aufweist, das einen geringeren Schraubwiderstand als ihr Innengewinde (20) zum Einschrauben einer Ankerstange (22) aufweist, wobei als Außengewinde (17) insbesondere R-Bohrstangengewinde nach ISO 10208 und/oder als Innengewinde (20) Trapezgewinde vorgesehen ist. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche der Spülmutter (15) die Eintrittsöffnungen (42, 43) seitlich abdichtende Dichtungen, insbesondere in Nuten eingesetzte O-Ringe (44), vorgesehen sind. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass in die Spülmutter (15) eine Ankerstange (22) einschraubbar ist, in deren mittig in Längsrichtung verlaufenden Zufuhrkanal (47) ein Statikmischeinsatz (48), insbesondere aus Kunststoff, eingeführt ist. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Statikmischeinsatz (48) eine Mehrzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten Schikanen (49), insbesondere in Gestalt von Spiralwindungsabschnitten (73) aufweist, welche insbesondere zueinander drehversetzt angeordnet sind und/oder abwechselnd entgegengesetzte Steigung aufweisen und/oder mehrgängig, insbesondere zweigängig, ausgeführt sind. Spülmutter (15), insbesondere für einen Injektionskopf (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine Gewindebohrung (19) mit Innengewinde (20), insbesondere Trapezgewinde, zum Einschrauben einer mit äußerem Ankergewinde (21) versehenen Ankerstange (22), erste und zweite Leitungsabschnitte (36, 37) zur Verbindung mit separaten Zufuhranschlüssen (6, 7) für Zufuhrkomponenten, wobei die Leitungsabschnitte (36, 37) getrennte und gegeneinander abdichtbare Eintrittsöffnungen (42, 43) aufweisen und zu einer innerhalb der Spülmutter (15) ausgebildeten Leitungsverbindung (39) führen, die mit einer Austrittsöffnung (40) an der Gewindebohrung (19) in Verbindung steht, und aufweisend Außengewinde (17), insbesondere R-Bohrstangenwinde nach ISO 10208, zum Einschrauben der Spülmutter (15) in ein Spülkopfinnenteil, wobei das Außengewinde (17) einen geringeren Schraubwiderstand (20) als das Innengewinde aufweist. Verfahren zum Einbohren eines Bohrinjektionsankers und zur Zufuhr mehrerer, insbesondere miteinander aushärtender, Zufuhrkomponenten einer Verpressmasse in den beim Einbohren gebildeten Bohrspalt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Injektionskopf (1), welcher gesonderte Zufuhranschlüsse (6, 7) für die Zufuhrkomponenten aufweist, mit dem Bohrinjektionsanker (12) und mit einem Bohrantrieb verbunden wird, dass der Bohrinjektionsanker (12) bis zu der gewünschten Tiefe, insbesondere unter Zufuhr von Spülmittel durch einen Zufuhranschluss (6), in den Boden (50) eingebohrt wird, dass in der gewünschten Tiefe die Zufuhr von Spülmittel abgeschaltet und die Zufuhrkomponenten, insbesondere Harz und Härter, der Verpressmasse, insbesondere bei zumindest zeitlich anteilig laufendem Bohrantrieb, durch die Zufuhranschlüsse (6, 7) des Injektionskopfes (1) zugeführt und durch den Bohrinjektionsanker (12) in den Bohrspalt (52) eingepresst werden. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Injektionskopf (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der die Ankerstange (22) umfassende Bohrinjektionsanker (12) bis zu der gewünschten Tiefe unter Zufuhr von Spülmittel, wie Wasser, durch den ersten Zufuhranschluss (6) des Injektionskopfes (1) in den Boden (50) eingebohrt wird, dass in der gewünschten Tiefe die Zufuhr von Spülmittel abgeschaltet und in den Bohrspalt (52) durch den insbesondere ersten Zufuhranschluss (6) Harz und durch den insbesondere zweiten Zufuhranschluss (7) Härter eingepresst wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einpressen von Harz und Härter die ersten und zweiten Zufuhrleitungen (26, 27) des Injektionskopfes (1) mit Harz und insbesondere anschließend mit einem Reinigungsmittel, wie Öl, durchspült werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülmutter (25) auf eine mit Ankergewinde (21) versehene Ankerstange (22) des Bohrinjektionsankers (12) aufgeschraubt und insbesondere eine Kalottenplatte (51) auf das der Ankerstange (22) zuweisende Ende der Spülmutter (15) aufgeschoben wird und dass die Spülmutter (15) in das Spülkopfinnenteil (5) eingeschraubt wird. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spülkopf (2) eine Mehrzahl von vormontierten Einheiten, umfassend je eine Spülmutter (15) mit darin eingeschraubtem Bohrinjektionsanker (12) und insbesondere eine auf die Spülmutter (15) aufgeschobene Kalottenplatte (51), insbesondere magaziniert, zugeführt werden. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbohren des Bohrinjektionsankers (12) durch eine Verzugsmatte hindurch so tief erfolgt, bis die Kalottenplatte (51) die Verzugsmatte gegen die das Bohrloch umgebende Wandung presst. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkopf (2), insbesondere durch Umkehr der Drehrichtung des Bohrantriebs im Vergleich zum Einbohren, von der Spülmutter (15) abgeschraubt wird, wobei die Spülmutter (15) am Ende des Bohrinjektionsankers (12) verbleibt. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste und/oder in die zweite Zufuhrleitung (26, 27) Rückschlagventile (78, 79) eingesetzt sind. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (78, 79) außerhalb der Spülmutter (15) in geringem Abstand von der Spülmutter (15) in die Zufuhrleitungen (26, 27) eingesetzt sind, wobei ein oder mehrere Rückschlagventile (78, 79) insbesondere in Ausmündungsbereiche (87) der Zufuhrleitungen (26, 27) zu der Spülmutter (15) eingesetzt sind und insbesondere an eine in den Spülkopf (2) eingesetzte Spülmutter (15) angrenzen. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (78, 79) einen mittels Federkraft in Sperrrichtung zu einer Ventilsschließstellung hin beaufschlagten, insbesondere kugelförmigen, Ventilkörper 84 aufweisen, der von einer die Zufuhrleitungen (26, 27) in Durchlassrichtung zu der Leitungsverbindung (39) durchströmenden Zufuhrkomponente entgegen der Federkraft in eine Ventiloffenstellung verlagerbar ist. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (78, 79) zum axialen Einpressen in die Zufuhrleitungen (26, 27) patronenartig ausgebildet und insbesondere mittels einer Spreizhülse (85) darin in Axialrichtung festlegbar sind. Injektionskopf nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pressbuchse (76) vorgesehen ist, welche in einen axialen Fortsatz (75) der Ausnehmung (13) des Innenteils (5) einpressbar ist und welche mittels einer Bohrung (77) einen Abschnitt der ersten Zufuhrleitung (26) bildet, wobei in die Bohrung (77) der Pressbuchse (76) ein Rückschlagventil (78), insbesondere ausgehend von der der Spülmutter (15) zugewandten Seite, eingesetzt ist.






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