DE2633434B1 - Verlorener verschlusstopfen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen verlorenen Verschlußstopfen mit sägezahnartigen Arretierungselementen
und einem in seiner Längsbohrung angeordneten, axial verschiebbaren Rückschlagventil für Bohrlöcher im
Gestein, in der Kohle od. dgl, die mit selbstaushärtendem Kunststoff gefüllt werden.
Durch das DT-GM 17 59 414 ist ein aus z.T. mit Stahldrahtfeder armiertem Gummi oder einem geeigneten
Kunststoff bestehender, mit einem Rohr versehener Verschlußstopfen bekannt, der in seiner Längsbohrung
ein durch eine Feder gespanntes, axial verschiebbares Rückschlagventil aufweist, das ein Wiederaustreten des
Füllmediums verhindert. Als Greifelement und Dichtung zur Wand des Bohrloches hin dient die oben
beschriebene Gummi-Manschette, die balgartig verkürz- und radialausweitbar ist. Unter dem Druck des
einzupressenden Mediums legt sie sich an die Wand des Bohrloches an.
Ein anderer Bohrlochverschluß weist gemäß einem älteren, nicht vorbekannten Vorschlag (DT-OS
25 08 646) statt der Manschette einen Verspannwulst und ein in diesen einschiebbares Gleitstück auf, welche
zueinander mit sägezahnartigen Arretierungselementen versehen sind.
Beiden Verschlußstopfen ist gemeinsam, daß sie zur Wand des Bohrloches hin glattwandig sind, sich also
auch nur bedingt und nur bei radialer Ausweitung im Bohrloch zu halten vermögen.
Aufgabe der Erfindung ist es, für Bohrungen in Gestein oder Kohle u. dgl. einen verlorenen, selbstverschließenden
Stopfen zu schaffen, der sich in der Bohrung festkrallt und ermöglicht, in diese ein flüssiges
oder teigiges Medium, ζ. Β. einen Hartschaum bildenden Kunststoff, einzupressen und der die Bohrung ventilartig
abschließt.
Diese Aufgabe wird nach Anspruch 1 gelöst durch einen aus elastisch verformbarem Werkstoff, insbesondere
Gummi oder Kunstharz, bestehenden, sich nach vorn verjüngenden und am Außenumfang die Greiferelemente
tragenden Verschlußstopfen, der in seiner nach hinten enger werdenden Axialbohrung, die sich im
Bereich der hinteren Stirnseite des Verschlußstopfens zu einer trichterförmigen Ausnehmung zum Einführen
eines Zuleitungsrohres erweitert, mit einer Abstufung als Ventilsitz für das axial verschiebbare Verschlußglied
versehen und der in das Bohrloch einschlagbar ist.
Das vornehmlich kugelförmige Verschlußglied kann aus Stahl, Glas, Gummi, Kunstharz od. dgl. sein. Es kann
auch stiftförmig gestaltet und zum Ventilsitz hin mit einer Kegel- oder Kugelspitze versehen sein. In die
Axialbohrung des Verschlußstopfens kann ein Metallrohr, in dem das Verschlußglied verschiebbar ist,
eingeklebt — z. B. eingepreßt und einvulkanisiert bzw. eingespritzt — sein und zwar so, daß es nach hinten
wenigstens bis zum Ventilsitz reicht. Als Wegbegrenzung für das Verschlußglied dient vornehmlich ein die
Längsbohrung mit dem Rohr durchziehender Stahlstift, welcher in einer Querbohrung im Verschlußstopfen und
Rohr gelagert ist.
An seinem Außenmantel kann das Rohr mit wenigstens zwei sich trompetenförmig nach außen über
die Greiferelemente hinaus erstreckenden Federblechen versehen sein. Schließlich kann der Verschlußstopfen
am vorderen, in das Bohrloch einzuführenden Ende eine in der Wandstärke reduzierte, unter Druck sich
nach außen an die Bohrlochwand anlegende Dichtlippe versehen sein.
Während der mechanische Halt des Verschlußstopfens in der Bohrung durch die Greiferelemente erfolgt,
dient der äußeren Abdichtung die genannte Dichtlippe. Nach dem Einspritzen des Füllmediums in das Bohrloch
und nach dem Herausziehen des Füllrohres drückt der auf das Verschlußglied wirkende Rückstau bzw.
Gegendruck des Füllmediums auf diese und bewirkt, daß die Bohrung abgeschlossen wird.
Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es
zeigt
F i g. 1 einen Verschlußstopfen nach der Erfindung in einem Längsschnitt,
Fig.2 eine Draufsicht des Verschlußstopfens nach
Fig.1,
F i g. 3 eine Variante zur Ausführung nach F i g. 1 in
einem ausschnittsweisen Längsschnitt und
Fig.4 einen in das Bohrloch eingebrachten Verschlußstopfen
nach den F i g. 1 und 2 im Schnitt.
Nach den F i g. 1 und 2 weist der Verschlußstopfen 1, welcher aus einem zähelastisch verformbaren Werkstoff,
z. B. aus Gummi oder gummiartigem Kunstharz besteht und sich nach vorn bzw. oben verjüngt, außen
rippen- bzw. rillenförmige, im Längsschnitt etwa sägezahnförmig gestaltete Greiferelemente 2 auf.
Durch den Verschlußstopfen 1 erstreckt sich eine Längsbohrung 3, die in einem hinteren bzw. unteren Teil
3' enger ist Zwischen den Abschnitten 3 und 3' der Längsbohrung befindet sich eine Abstufung als Ventilsitz
4. An ihrem hinteren bzw. unteren Ende weist die Axialbohrung 3' eine trichter- oder gemäß Fig.3
trompetenförmige Erweiterung 5 auf, welche das Einführen eines Zuleitungsrohres 13 (F i g. 4) erleichtern
soll. Der erweiterte Teil 3 der Längsbohrung ist mit
einem Rohr 6 ausgekleidet, das mindestens bis zum Ventilsitz 4 reicht und mit dem Verschlußstopfen 1 fest
verbunden und z. B. in diesen eingepreßt, eingeklebt, einvulkanisiert oder eingespritzt ist. In diesem zylindrischen
Rohr 6 ist ein Verschlußglied 7 mit radialem Spiel axial verschiebbar angeordnet. Das Verschlußglied 7
besteht gemäß F i g. 1 und 2 aus einer Kugel, weiche aus Hartgummi, Glas, Keramik, Stahl oder Kunstharz
gefertigt ist Wie Fig.3 zeigt, kann ein solches Verschlußglied 8 aber auch stiftförmig gestaltet und
zum Ventilsitz 4 hin mit einer Kegel- oder Kugelspitze 8' versehen sein.
Das Verschlußglied 7, 8 wird von vorn in den Verschlußstopfen 1 eingeführt, worauf noch eine Sperre
9 eingebracht wird, die die Längsbohrung 3 quer durchzieht Diese Sperre 9 besteht aus wenigstens
einem Stahlstift, der in eine Querbohrung 10 des Verschlußstopfens 1 eindrück- bzw. einschlagbar ist und
der den axialen Verschiebeweg des Verschlußgliedes 7, 8 begrenzt.
An dem Rohr 6 sind noch zwei oder mehr Federbleche 11 befestigt, welche, trompetenförmig nach
hinten, außen gebogen sind und gleichfalls als Klemmbzw. Greiferelemente innerhalb des Bohrloches 14
(F i g. 4) dienen.
Nach vorn ist die Wandstärke des Verschlußstopfens 1 schließlich derart verringert, daß ein oberer,
zylindrischer Rand eine Dichtlippe 12 bildet, die sich, wie F i g. 4 veranschaulicht, unter radialer Druckeinwirkung
von innen unter elastischer Dehnung an die Wand des Bohrloches 14 anlegt und hilft, das Bohrloch 14
abzudichten.
In F i g. 4 ist eine Gesteinswand 15 mit dem Bohrloch
14 dargestellt, in welches der Verschlußstopfen 1 nach F i g. 1 und 2 eingetrieben ist. In die Längsbohrung des
Verschlußstopfens 1 ist von der Rückseite her das Zuleitungsrohr 13 eingeschoben, durch das — am
Verschlußglied 7 vorbei — das genannte Füllmedium in das Bohrloch 14 eingepreßt wird.
Dabei wird die Kugel 7 bzw. der Stift 8 (Fig.3)
zunächst nach vorn gedrückt, wobei der Weg durch die Sperre 9 begrenzt ist. Das Füllmedium tritt zwischen
dem Verschlußglied 7 bzw. 8 und dem Rohr 6, das den Verschlußstopfen 1 gegen Verformung schützt, hindurch
in das Bohrloch 14 ein und preßt gleichzeitig die Dichtlippe 12 radial gegen die Wand der Bohrung 14.
Nach dem Füllen der Bohrung 14 wird das Rohr 13 aus dem Verschlußstopfen 1 herausgezogen. Der
Gegendruck des eingespritzten Mediums, z. B. eines schäumenden, selbstaushärtenden Kunststoffes auf
Polyurethanbasis od. dgl, schiebt das Verschlußglied 7,8
im Rohr 6 zurück, bis es dichtend an dem Ventilsitz 4 anliegt und die Längsbohrung 3 verschließt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verlorener Verschlußstopfen mit sägezahnartigen Arretierungselementen und einem in seiner
Längsbohrung angeordneten, axial verschiebbaren Rückschlagventil für Bohrlöcher im Gestein, in der
Kohle od. dgl, die mit selbstaushärtendem Kunststoffgefülltwerden,
dadurch gekennzeichnet, daß ein aus elastisch verformbarem Werkstoff,
insbesondere Gummi oder Kunstharz, bestehender, sich nach vorn verjüngender und am Außenumfang
die Greiferelemente (2) tragender Verschlußstopfen (1) in seiner nach hinten enger werdenden
Axialbohrung (3), die sich im Bereich der hinteren Stirnseite des Verschlußstopfens (1) zu einer
trichterförmigen Ausnehmung (5) zum Einführen eines Zuleitungsrohres (13) erweitert, mit einer
Abstufung als Ventilsitz (4) für das axial verschiebbare Verschlußglied (7, 8) versehen und der in das
Bohrloch (14) einschlagbar ist.
2. Verschlußstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vornehmlich kugelförmige
Verschlußglied (7) aus Stahl, Glas, Gummi, Kunstharz od. dgl. ist.
3. Verschlußstopfen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußglied (8)
stiftförmig gestaltet und zum Ventilsitz (4) hin mit einer Kegel- oder Kugelspitze (8') versehen ist.
4. Verschlußstopfen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Axialbohrung
(3) eingeklebtes Metallrohr (6) nach hinten wenigstens bis zum Ventilsitz (4) reicht und in ihm
das Verschlußglied (7,8) verschiebbar ist.
5. Verschlußstopfen nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen die Längsbohrung (3)
mit dem Rohr (6) durchziehenden Stahlstift (9), welcher in einer Querbohrung (10) im Verschlußstopfen
(1) und Rohr (6) gelagert ist.
6. Verschlußstopfen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) an seinem
Außenmantel mit wenigstens zwei sich trompetenförmig nach außen über die Greiferelemente (2)
hinaus erstreckenden Federblechen (11) versehen ist
7. Verschlußstopfen nach Anspruch 1 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß am vorderen, in das Bohrloch (14) einzuführenden Ende eine in der Wandstärke
reduzierte, unter Druck sich nach außen an die Bohrlochwand anlegende Dichtlippe (12) vorgesehen
ist.
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