Die Erfindung betrifft eine Verbindung für den Antrieb eines Rotors, einer Bohrlochförderpumpe und/oder eines mit einem Antrieb verbundenen Bohrkopfs mit einem Biegestab, der sowohl antriebs- wie auch abtriebsseitig starre Verbindungen mit den angrenzenden Kupplungsteilen eingeht, wozu der Biegestab und die Kupplungsteile Verzahnungen und Paßelemente aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich z.B. auf das Gebiet der Energiege¬ winnung durch den Abbau von Energieträgern unter Tage und auf die Förderung von anderen Flüssigkeiten aus Bohrlöchern (Trink¬ wasser, Deponiewasser usw) . Dazu werden für die Erforschung und Gewinnung der Energieträger Bohrungen in die Erde getrie¬ ben. Es sind zwei verschiedene Betriebsweisen der Bohr- und Fördervorrichtungen bekannt. Bei der ersten Betriebsweise wird sowohl das Bohrwerkzeug als auch das Förderwerkzeug von einem Antrieb angetrieben, der an der Erdoberfläche sitzt. Die Kraftübertragung geschieht über ein zum Teil sehr langes und damit schweres Gestänge. Bei der zweiten Verfahrensweise setzt man Bohrlochsohlenmotoren ein, die das Bohr- und/oder Förder¬ werkzeug direkt vor Ort antreiben. Damit verringert sich die benötigte Antriebsleistung erheblich, zusätzlich können die Bohrwerkzeuge eine Richtungskorrektur vornehmen.

Zum Antrieb der Bohrwerkzeuge sind Exzenterschneckenmotore und zur Förderung der Energieträger sind Exzenterschneckenpumpen eingesetzt, die über wartungsfreie flexible Antriebsverbindun¬ gen, sogenannte Biegestabverbindungen, mit dem jeweiligen Antrieb oder dem Bohrmeißel verbunden sind.

Die Eπergiedepots sind mitunter hunderte von Metern unter der Erde. Defekte an den Wellenkupplungen lassen sich deshalb nur durch sehr hohen Montageaufwand beheben. Auf Grund dessen werden sehr robuste Wellenkupplungen eingesetzt.

Aus der EP 05 66 144/A 1 geht eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Bohren eines Bohrlochs hervor, bei dem ein flexibler Bie¬ gestab den am Ende des Bohrgestänges sitzenden Meißel mit dem Antrieb verbindet. Aus den zahlreichen dargestellten Kupp¬ lungsvarianten ist eine Kombination aus Verzahnung und Siche¬ rungsschraube hervorzuheben. Diese Kombination läßt durch die Verzahnung eine hohe Drehmomentübertragung zu. Die Sicherunqs- schraube verhindert, daß die von der Pumpe oder dem Bohrwerk¬ zeug verursachten Axialkräfte zur Lösung der Verbindung führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannte Biegestabverbindung mit Verzahnung und axialer Arre¬ tierung dahingehend zu verbessern, daß ihre Standzeit auch bei Drehrichtungswechsel und auftretenden Vibrationen erhöht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Ein Ausführungsbeispiel ist anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 Gesamtansicht der Fördervorrichtung (Exzenterschnecken¬ pumpe mit Antrieb im Längsschnitt)

Fig. 2 Buchse mit Bohrung für Stifte (im Querschnitt)

Fig. 3 Buchse (im Längsschnitt)

Bevorzugte Ausfuhrung der Erfindung

Die in Fig. 1 dargestellt Ausfuhrung zeigt eine Bohrlochpumpe 10 mit einem Antrieb 12, einem Bohrlochsohlenmotor. Diese Art der Pumpen kommt erst zum Einsatz, wenn das Bohrloch bereits besteht. Der elektrisch angetriebene Bohrlochsohleπmotor sitzt am unteren Ende des aus mehreren Teilen bestehenden Bohrloch¬ gestanges 14. Die zum Verbinden von Bohrgestangen eingesetzten typischen Muffen 16, 18 mit konischen Gewinden ermöglichen eine problemlose Montage und Demontage der Pumpen- und An¬ triebselemente. An das Gehäuse 20 des Antriebs 12 ist ein kur¬ zes Gestaπgeteil 22 mit den Ansaugöffnungen 24 für das zu for¬ dernde Medium angefügt. Zur Abdichtung des Bohrlochsohlenmo¬ tors gegen das Medium sitzt direkt am Flasch des Antriebs die Gleitringdichtung mit dem rotierenden Ring 28 auf der Welle und dem stehenden Ring 30 auf der Innenseite vom Gestangeteil 22. Der Stumpf der Antriebswelle 26 und das untere Ende 32 des Biegestabs 34 sind mit Verzahnungen versehen, die in die Ver¬ zahnung der Buchse 36 eingreifen. Ebenso über eine Verzahnung sind das obere Ende 38 des Biegestabs und der Kopf 40 des schneckenförmigen Rotors 42 verbunden, der exzentrisch in einem mehrgängigen Stator 44 aus elastischem Material rotiert. Durch die exzentrische Rotation des schneckenförmigen Rotors 42 im Stator erzeugt dieser eine Fόrderwirkung, die die ver¬ zahnte Verbindung zusatzlich zum Drehmoment mit einer Axial¬ kraft belastet. Diese Axialkraft wird über die stirnseitige Anlage des Biegestabes an die benachbarten Teile Antriebswelle 26 und Zwischenstuck 45 im Rotor 40 übertragen. Die Stifte 46 dienen der zusatzlichen Arretierung bis zur Aushärtung des Klebers.

Beim Fordern der Medien kommt es des öfteren zu unerwünschten Sand- oder Grobgutanhaufungen im Biegestabbereich, wodurch die Pumpe verstopf bzw. der Leistungsverbrauch des Motors steigt. Durch einen Drehrichtungswechsel wird erreicht, daß der schneckenförmige Rotor 42 die Ballaststoffe zurücktreibt. Häufiger Wechsel der Drehrichtung fuhrt jedoch selbst bei verzahnten Verbindungen zu einer Bewegung in der Verbindung und damit zum Verschleiß. Dies verhindert die Kleberschicht 48.

Die in Fig. 2 und 3 dargestellte Buchse 36 weist eine normge¬ rechte Kerbverzahnung 50 auf. Taπgential zur Kerbverzahnung verlauft die Bohrung 52 für die Stifte 46. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß das bisher angenommene Ver¬ hältnis von Verbindungslange zu Wellendurchmesser bei Biege- stabverbindungen von 1/d = 0,8 - 1,5 für die notwendige Fla¬ chenpressung zur gleichmäßigen Lastverteilung nicht ausreicht. Erfindungsgemäß wird deshalb ein erhöhtes Verhältnis von 1/d = 1,5 - 2 gewählt.

Aufbau und Einbringung der Kleberschicht

Zur Verklebung des Biegestabs mit dem schneckenförmigen Rotor bzw. mit der Buchse werden die entsprechenden Verzahnungsbe¬ reiche mit einem Reinigungsmittel auf Lόsungsmittelbasis be¬ sprüht und damit Verunreinigungen entfernt. Nachdem die Teile ca. 5 Minuten abgelüftet und trocken sind, sprüht man bei stark passivierten Metalloberflächen einen Aktivator zur Vorbehand¬ lung auf. Der Aktivator besteht zu 98 % aus dem Tragermittel Isohexan und dem eigentlichen Aktivierungsmittel. Anschließend folgt die beiseitige Benetzung der Kerbverzahnung mit Kleb¬ stoff, z.B. einem eiπkomponeπtigen, losungsmittelfreien, anearob härtenden Klebstoff auf der Basis von Methacrylester. Handfestigkeit wird nach ca. 15 Minuten, Endfestigkeit nach 24 Stunden erreicht. Zur gleichmäßigen Klebstoffverteilung werden die Teile wahrend des Fϋgevorgangs leicht axial hin- und herbewegt.