DE19848796C1 - Tauchpumpeneinrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch - Google Patents

Abstract

In einem mit Schmierfluid gefüllten Gehäuse (12) ist eine erste Welle (14, 102, 120) gelagert, die eine erste äußere Mantelfläche (15), einen ersten (81) und einen entgegengesetzten zweiten Endbereich (134) hat. Im Gehäuse (12) ist ferner eine zweite Welle (16) im wesentlichen mit der ersten Welle (14, 102, 120) fluchtend gelagert. Die zweite Welle hat eine zweite äußere Mantelfläche (17), einen dem zweiten Endbereich (134) gegenüberliegenden dritten Endbereich (132) und einen entgegengesetzten vierten Endbereich (163). Um eine Schmierung der verschleißanfälligen Teile des Getriebes und das Abführen der durch Reibungsverluste entstandenen Wärme zu verbessern, enthalten die beiden Wellen (14, 16) je eine Längsleitung (80, 107, 121, 160), die in den zugehörigen Endbereichen (81, 132, 134, 163) mit der zugehörigen Mantelfläche (15, 17) durch Fluidleitungen (82, 136) bzw. (136, 162) verbunden sind. Zum Pumpen des Schmierfluids entlang der Mantelflächen (15, 17) und durch die Längsleitungen (80, 107, 121, 160) ist eine Pumpvorrichtung (60, 62, 156, 158) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tauchpumpeneinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus US-3,677,665 ist eine gattungsgemäße Tauchpumpeneinrichtung bekannt, die einen Motor, einen Kompensator, ein Getriebe und eine Pumpe, insbesondere eine Exzenterschneckenpumpe umfaßt. Der Motor, treibt eine Eingangswelle des Getriebes, dessen Aus­ gangswelle einen Rotor der Exzenterschneckenpumpe antreibt. Die Tauchpumpeneinrichtung wird so in ein Bohrloch abgesenkt, daß sich der Motor von der Erdoberfläche aus betrachtet am unteren Ende der Tauchpumpeneinrichtung befindet. Die Exzenterschnecken­ pumpe, die sich dann am oberen Ende der Tauchpumpeneinrichtung befindet, fördert in eine Rohrleitung, die zur Erdoberfläche führt. Das Getriebe hat mindestens eine Getriebestufe, um die Drehzahl des Motors auf eine verringerte Drehzahl des Pumpen­ rotors abzusenken. Diese Getriebestufe wird durch eine Kühl- und Schmierflüssigkeit gekühlt und geschmiert. Auch innerhalb der Exzenterschneckenpumpe oder des Motors werden Kühl- und Schmierflüssigkeiten eingesetzt, um die im Motor entstehende Verlustwärme zu verteilen und/oder den Verschleiß beweglicher Bauteile in der Exzenterscheckenpumpe zu verringern. Der Kom­ pensator dient zum Angleichen des Schmierfluiddrucks an den Umgebungsdruck, ist zwischen Getriebe und Motor angeordnet, hat ein eigenes Gehäuse und ist so mit dem Getriebe und dem Motor verbunden, daß ein Druckausgleich zwischen den Schmierfluiden stattfinden kann. Ein nennenswerter Austausch des Schmierfluids findet dabei nicht statt.

Die Baugruppen gattungsgemäßer Tauchpumpeneinrichtungen, wie z. B. der Motor, das Getriebe oder die Pumpe haben je ein eige­ nes Gehäuse, dessen Durchmesser erheblich kleiner als seine Länge ist. Die Verlustwärme entsteht in einem begrenzten Be­ reich, wie z. B. der Getriebestufe, so daß sie in dem langge­ streckten Gehäuse bei der bekannten gattungsgemäßen Tauchpum­ peneinrichtung nur unzureichend verteilt wird.

Aus DE 35 09 023 C2 und US-3,794,447 ist es bekannt, als Pump­ vorrichtung zum Pumpen von Schmierfluiden eine Schraubengang­ pumpe einzusetzen, die mindestens ein Fördergewinde aufweist, um einen Fluidstrom in Richtung der Drehachse des Pumpenrotors zu erzeugen.

Aus DE 19 13 397 C3 ist eine Gleitringdichtung mit einer Schrau­ bengangpumpe zum Umwälzen von Kühl-, Schmier- oder Sperrmedium bekannt, die zum Abdichten eines Wellendurchlasses in einem Gehäuse dient und bewirkt, daß sich die Anpreßkraft eines Gleit­ rings abhängig von der Drehzahl und Drehrichtung der abzudichten­ den Welle ändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Tauchpumpeneinrichtung so weiterzubilden, daß die in ihr ent­ stehende Verlustwärme gleichmäßiger verteilt wird und gleich­ zeitig eine ausreichende Schmierung verschleißgefährdeter Teile gewährleistet ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der axialen Längsleitung in den Wellen der Tauchpumpeneinrichtung ist es möglich, mit­ tels einer Pumpeinrichtung eine axiale Schmierfluidströmung zu erzeugen, damit die hauptsächlich in einem begrenzten Bereich entstehende Verlustwärme auf die Länge des Gehäuses verteilt wird. Die Trennung der axialen Strömung in eine erste und eine zweite Strömung entlang der Wellen verringert, bezogen auf eine nichtgetrennte Strömung von gleicher Wärmetranportkapazität, den Strömungswiderstand.

Die Ausbildung zweier entgegengesetzter Strömungen gemäß An­ spruch 2 führt zu einer Vermischung des Schmierfluids beider Strömungen und verbessert dadurch den Wärmeaustausch.

Besonders vorteilhaft wird die Erfindung gemäß Anspruch 3 für ein Getriebe einer Tauchpumpe eingesetzt.

Die in Anspruch 4 beschriebene Weiterbildung nutzt die zusätz­ liche Wärmeübergangsfläche am Gehäuse eines Kompensators und dessen zusätzliches Schmierfluidvolumen, um einen verbesserten Wärmeaustausch zwischen dem Schmierfluid und der Umgebung zu erzielen. Dies ist besonders vorteilhaft durch die Gestaltung gemäß Anspruch 5 möglich.

Die Erfindung kann gemäß Anspruch 6 auch für einen Motor, eine Pumpe oder einen Kompensator einer Tauchpumpeneinrichtung ver­ wendet werden, um deren Schmierfluidumlauf zu verbessern. Die beiden Wellen können in bekannter Weise durch Kupplungen oder Welle-Nabe-Verbindungen drehmomentübertragend gekoppelt sein.

Die in Anspruch 7 beschriebene Weiterbildung der Erfindung nutzt die Zentrifugalkraft, die bei einer Rotation der Wellen auf das mitrotierende Schmierfluid wirkt. Die Strömung des Schmierfluids wird dadurch unterstützt.

Die Gestaltung gemäß Anspruch 8 ermöglicht es dem Schmierfluid, mit besonders geringem Reibungswiderstand von den Mantelflächen in die Längsleitung der Wellen zurückzuströmen.

Die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung von Lagern gemäß Anspruch 9 führt zu einer verbesserten Schmierung von Lagerungen der Wellen.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 10 führt zu einer besonders kompakten Bauform der Tauchpumpeneinrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. In Fig. 1 bis 6 ist ein Getriebe einer erfindungsgemäßen Tauch­ pumpeneinrichtung in einem senkrechten axialen Schnitt darge­ stellt. Dabei zeigen Fig. 1 bis 6 der Reihe nach bezogen auf eine Anordnung im Bohrloch das Getriebe vom unteren Ende bis zum oberen Ende.

Das Getriebe 10 hat ein Gehäuse 12, das einen langgestreckten rohrförmigen Zylinder bildet. Im Gehäuse 12 ist eine Eingangs­ welle 14 mit einer Mantelfläche 15 und eine Ausgangswelle 16 mit einer Mantelfläche 17 gelagert. Die Eingangswelle 14 wird durch einen nichtdargestellten Motor angetrieben, der am un­ teren Ende des Getriebes 10 angeordnet ist. Die Ausgangswelle 16 treibt eine nichtdargestellte Pumpe, insbesondere eine Ex­ zenterschneckenpumpe, die am oberen Ende des Getriebes 10 an­ geordnet ist. Die Achse 18 der Eingangswelle 14 fluchtet mit der Achse 20 der Ausgangswelle 16. Zwischen den beiden Wellen 14 und 16 ist ein zweistufiges Reihen-Planetengetriebe 22 an­ geordnet, um die Drehzahl der vom Motor angetriebenen Eingangs­ welle 14 auf eine für die Pumpe erforderliche Drehzahl der Aus­ gangswelle 16 zu reduzieren.

Das Gehäuse 12 ist im wesentlichen mit einem Schmierfluid ge­ füllt, das sowohl zum Schmieren verschleißanfälliger Teile als auch zum Abführen und Verteilen von Reibungswärme dient. Da in einem Bohrloch der Umgebungsdruck erheblich höher als an der Erdoberfläche sein und bis zu 70 Bar betragen kann, und da sich das Schmierfluid durch Erwärmung innerhalb des Gehäuses aus­ dehnt, muß ein Druckausgleich zwischen dem Schmierfluid und der Umgebung möglich sein. Hierzu umfaßt das Getriebe 10 einen Kom­ pensator 24, der in Richtung auf das untere Ende des Getriebes 10 neben dem zweistufigen Reihen-Planetengetriebe 22 angeordnet ist. Der Kompensator 24 ist in das Gehäuse 12 des Getriebes 10 integriert.

In Fig. 1 ist ein erster Gehäuseabschnitt 26 des Gehäuses 12 mit einem am Umfang radial abstehenden Flansch 28 am unteren Ende dargestellt. Der Flansch 28 dient zum Befestigen eines Motors oder eines Motorkompensators. An den ersten Gehäuseabschnitt 26 schließt ein zweiter Gehäuseabschnitt 30 an, der mittels eines dünnwandigen Rohrstücks 32 mit dem ersten Gehäuseabschnitt 26 verschweißt ist. Die Gehäuseabschnitte 26 und 30 sind mit einem Dichtring 34 gegeneinander abgedichtet; weitere Gehäuseabschnit­ te sind analog abgedichtet. Im ersten Gehäuseabschnitt 26 ist schräg zu dessen Längsachse eine Befüllgewindebohrung 36 mit einem darin eingeschraubten Befüllventil 38 zum Einfüllen des Schmierfluids in das Gehäuse 12 ausgebildet. Befüllt wird vor dem Einbau ins Bohrloch an der Erdoberfläche von unten und die im Getriebe 12 eingeschlossene Luft wird nach oben verdrängt und ausgeschoben.

Die Eingangswelle 14 hat im unteren Endbereich ein Vielnutpro­ fil 40 zum Ankoppeln an den Motor bzw. Motorkompensator. An das Vielnutprofil 40 schließt eine Einfach-Gleitringdichtung 42 an, die die Eingangswelle 14 gegen den ersten Gehäuseabschnitt 26 abdichtet. Neben der Einfach-Gleitringdichtung 42 ist am ersten Gehäuseabschnitt 26 ein Radialgleitlager 44 abgestützt, das die Eingangswelle 14 führt. Parallel zum Radialgleitlager 44 ver­ läuft im ersten Gehäuseabschnitt 26 mindestens eine Axialbohrung 45. In axialer Richtung folgt neben dem Radialgleitlager 44 eine auf der Eingangswelle 14 axial festgelegte Axialdruckschei­ be 46, die sich nach unten über einen Gleitschuh 48 und nach oben über einen Gleitschuh 50 am ersten Gehäuseabschnitt 26 bzw. am zweiten Gehäuseabschnitt 30 axial abstützen kann. Die Axialdruckscheibe 46 liegt an einem Absatz 47 der Eingangswelle 14 an und fungiert daher als Axiallager der Eingangswelle 14.

In Fig. 2 ist unten der zweite Gehäuseabschnitt 30 und die Axial­ druckscheibe 46 dargestellt. An den zweiten Gehäuseabschnitt 30 schließen ein dritter Gehäuseabschnitt 52 und ein vierter Gehäu­ seabschnitt 54 an, die mit einem dünnwandigen Rohrstück 56 ver­ schweißt sind. Die Eingangswelle 14 erstreckt sich durch den zweiten Gehäuseabschnitt 30, den dritten Gehäuseabschnitt 52 und den vierten Gehäuseabschnitt 54.

In axialer Richtung ist neben der Axialdruckscheibe 46 auf die Eingangswelle 14 eine Pumpenscheibe 58 aufgeschoben und axial festgelegt, die am Umfang ein im Betrieb rotierendes Förder­ gewinde 60 hat. Auf der dem rotierenden Fördergewinde 60 gegen­ überliegenden Seite ist im zweiten Gehäuseabschnitt 30 ein stationäres Fördergewinde 62 ausgebildet, das dem rotierenden Fördergewinde 60 entgegengerichtet ist. Die beiden Förderge­ winde 60 und 62 bilden eine Schraubengangpumpe zum Umwälzen des Schmierfluids.

Neben der Pumpenscheibe 58 ist auf der Eingangswelle 14 ein Radiallager 64 angeordnet, das sich am dritten Gehäuseabschnitt 52 abstützt. Parallel zum Radiallager 64 ist im dritten Gehäu­ seabschnitt 52 mindestens eine Bohrung 66 ausgebildet, durch die Schmierfluid in axialer Richtung strömen kann. Der dritte Gehäuseabschnitt 52 umfaßt neben dem Radiallager 64 einen An­ schlußring 68, auf dessen Außenumfang ein Kompensatorschlauch 70 aufgeschoben ist, und an dessen Innenumfang sich ein Stütz­ rohr 72 radial und axial abstützt.

Der Kompensatorschlauch 70 ist durch einen Spannring 73 auf dem Umfang des Anschlußrings 68 abdichtend befestigt und erstreckt sich parallel zur Gehäusewandung des vierten Gehäuseabschnitts 54. Er begrenzt einen Innenraum 74 und einen Außenraum 76, der sich zwischen dem Kompensatorschlauch 70 und dem vierten Gehäu­ seabschnitt 54 befindet. Der Außenraum 76 ist durch eine Öff­ nung 77 mit der Umgebung verbunden. Mindestens eine Bohrung 78 durchsetzt den Anschlußring 68 und bildet eine flüssigkeitslei­ tende Verbindung zwischen der Bohrung 66 und dem Innenraum 74.

In der Eingangswelle 14 ist eine Axialbohrung 80 ausgebildet, die sich vom oberen Ende der Eingangswelle 14 bis hinter die Pumpenscheibe 58 erstreckt. Zwischen der Pumpenscheibe 58 und der Axialdruckscheibe 46 ist in einem unteren Endbereich 81 der Eingangswelle 14 eine Radialbohrung 82 ausgebildet, die auch die Pumpenscheibe 58 durchsetzt, und die eine flüssigkeitslei­ tende Verbindung zwischen der Axialbohrung 80 und den Förder­ gewinden 60 und 62 bildet.

In Fig. 3 ist die Fortsetzung des vierten Gehäuseabschnitts 54, des Kompensatorschlauchs 70, des Innenraums 74, des Stützrohrs 72 und der Eingangswelle 14 mit deren Axialbohrung 80 darge­ stellt. Der vierte Gehäuseabschnitt 54 mündet in einem fünften Gehäuseabschnitt 84. Im fünften Gehäuseabschnitt 84 ist ein Anschlußring 86 befestigt, auf dessen Umfang der obere Endbe­ reich des Kompensatorschlauchs 70 aufgeschoben ist. Der Kom­ pensatorschlauch 70 ist mittels eines Spannrings 88 auf dem Anschlußring 86 abdichtend befestigt. Am Anschlußring 86 stützt sich das Stützrohr 72 axial und radial ab. Im fünften Gehäuse­ abschnitt 84 ist in einer axial verlaufenden Gewindebohrung 90 ein Rückschlagventil 92 eingeschraubt. Mindestens eine Schräg­ bohrung 93 durchsetzt den Anschlußring 86 und bildet eine flüs­ sigkeitsleitende Verbindung zwischen dem Innenraum 74 und der Gewindebohrung 90. Im geöffneten Zustand verbindet das Rück­ schlagventil 92 den Innenraum 74 mit dem Außenraum 76. Eine weitere Öffnung 94 durchsetzt den vierten Gehäuseabschnitt 54 und bildet eine weitere flüssigkeitsleitende Verbindung zwischen der Umgebung und dem Außenraum 76.

Der Innenraum 74 ist im wesentlichen mit Schmierfluid gefüllt. Das Schmierfluid erwärmt sich im Betrieb des Getriebes 10 und dehnt dadurch den Kompensatorschlauch 70 bis zu einem maximal zulässigen Volumen aus. Der Kompensatorschlauch 70 liegt dann mit Außenrippen 95 an der inneren Mantelfläche des vierten Ge­ häuseabschnitts 54 an. Bei Erreichen des maximal zulässigen Volumens ist der Druck im Innenraum 74 so stark angestiegen, daß das Rückschlagventil 92 öffnet und Schmierfluid aus dem Innenraum 74 in den Außenraum 76 abströmen läßt. Das Rück­ schlagventil 92 öffnet bei einem definierten Differenzdruck, so daß im Innenraum 74 bezogen auf den Außenraum 76 und die Umge­ bung ein Überdruck besteht.

Wird das Getriebe 10 abgeschaltet, so kühlt das Schmierfluid im Innenraum 74 ab und zieht sich dabei zusammen. Da der Außenraum 76 durch die Öffnungen 77 und 94 mit der Umgebung flüssigkeits­ leitend verbunden ist, wirkt der Umgebungsdruck im Außenraum 76 und preßt den Kompensatorschlauch 70 zusammen. Zwischen der Umgebung und dem Innenraum 74 stellt sich ein Druckausgleich ein. Das Stützrohr 72 hält den Kompensatorschlauch 70 in einem Abstand von der Eingangswelle 14, damit er beim Wiederanlaufen der Eingangswelle 14 nicht beschädigt wird. Der Kompensator­ schlauch 70 ist so dimensioniert, daß er die Volumenausdehnung des Schmierfluids bei Erwärmung kompensieren kann. Beispiels­ weise weist der Kompensatorschlauch 70 eine Länge von ca. 480 mm und am Anschlußring 68, 86 einen Innendurchmesser von ca. 90 mm auf.

In Fig. 4 ist unten der obere Endbereich des fünften Gehäuseab­ schnitts 84 und der Eingangswelle 14 dargestellt. An den fünf­ ten Gehäuseabschnitt 84 schließt sich ein sechster Gehäuseab­ schnitt 96 an, der durch ein dünnwandiges Rohrstück 98 mit dem vierten Gehäuseabschnitt 54 verschweißt ist. Im oberen Endbe­ reich der Eingangswelle 14 ist ein Radialgleitlager 104 angeord­ net, das sich am fünften Gehäuseabschnitt 84 abstützt. Im fünf­ ten Gehäuseabschnitt 84 erstreckt sich axial mindestens eine Bohrung 106, die parallel zum Radialgleitlager 104 einen Strö­ mungskanal bildet. Axial neben dem Radialgleitlager 104 ist auf der Eingangswelle 14 ein Vielnutprofil 100 ausgebildet, auf das ein entsprechendes Naben-Vielnutprofil einer Zwischenwelle 102 aufgeschoben ist. Die Zwischenwelle 102 kann auch mit der Ein­ gangswelle einstückig verbunden sein.

Die Zwischenwelle 102 stützt sich an der Eingangswelle 14 axial nach unten ab und wird von einer Axialbohrung 107 durchsetzt. Sie weist in ihrem oberen Endbereich eine Stirnradverzahnung 108 auf, die das Sonnenrad einer ersten Planetengetriebestufe bildet. Mit der Stirnradverzahnung 108 kämmen parallel angeord­ nete Planetenradpaare 110, die durch zweireihige Nadellager 112 auf einer Planetenwelle 114 gelagert sind. Die Planetenwelle 114 ist in einem Planetenradträger 116 befestigt, der durch eine Stirnradverzahnung 118 auf einer in diesem Fall als Sonnen­ welle gestalteten Getriebewelle 120 axial festgelegt und mit dieser drehfest verbunden ist. Die Getriebewelle 120 stützt sich nach unten auf der Zwischenwelle 102 ab und wird von einer Axialbohrung 121 durchsetzt. Mit der Stirnradverzahnung 118 der Getriebewelle 120 kämmen parallel angeordnete Planetenradpaare 122 die durch zweireihige Nadellager 124 auf einer Planeten­ welle 126 gelagert sind. Die Planetenwelle 126 ist in einem Planetenradträger 128 befestigt.

In Fig. 5 ist unten das obere Ende des sechsten Gehäuseab­ schnitts 96 und des Planetenradträgers 128 dargestellt. Der Planetenradträger 128 weist eine Stirnradinnenverzahnung 130 auf, in die das untere Ende der Ausgangswelle 16 mit einer entsprechenden Stirnradaußenverzahnung eingeschoben ist. Die Ausgangswelle 16 ist durch später erläuterte Axiallager so ge­ stützt, daß ihr unteres Ende 132 in einem Abstand 133 zum obe­ ren Ende 134 der Getriebewelle 120 gehalten ist. Diese Tren­ nung der Ausgangswelle 16 von den übrigen Wellen 120, 102, 14 kann wahlweise wie dargestellt, oder zwischen der Sonnenwelle 120 und der Zwischenwelle 102 ausgebildet sein. Der Planeten­ radträger 128 weist in diesem Bereich eine radiale Öffnung 136 auf, so daß Schmierfluid von den Planetenradpaaren 122 durch die Öffnung 136 zu den Bohrungen 121, 107, und weiter in die Bohrung 80 strömen kann.

An den sechsten Gehäuseabschnitt 96 schließt sich ein siebter Gehäuseabschnitt 138 an, der durch ein dünnwandiges Rohrstück 140 mit dem sechsten Gehäuseabschnitt 96 verschweißt ist. Gemäß Fig. 5 sind auf der Ausgangswelle 16 von unten nach oben ein Radialrollenlager 141 der Bauform N nach DIN 5412 und darüber zwei Axialrollenlager 142, 144 angeordnet, die die Ausgangs­ welle 16 nach unten abstützen.

In Fig. 6 ist der obere Endbereich des siebten Gehäuseabschnitts 138 und der Ausgangswelle 16 dargestellt. Ein Axialrollenlager 146 schließt an das Axialrollenlager 144 an und stützt die Aus­ gangswelle 16 axial nach oben ab. An das Axialrollenlager 146 schließt ein doppelreihiges Radialrollenlager 148 an. Auch dieses Radiallager hat die Bauform N nach DIN 5412, wobei sich seine innere Lagerschale durch einen Zwischenring 150 an einem Absatz 152 der Ausgangswelle 16 abstützt und dadurch als Ab­ stützung für die Axialrollenlager 142, 144 und 146 dient, so daß die Ausgangswelle 16, wie oben beschrieben, axial nach unten gestützt ist.

An der Ausgangswelle 16 ist neben dem Absatz 152 ein Wellen­ bund 154 ausgebildet, der am Umfang ein Fördergewinde 156 hat. Am Innendurchmesser des siebten Gehäuseabschnitts 138 ist in diesem Bereich ein Fördergewinde 158 ausgebildet, das zum För­ dergewinde 156 entgegengerichtet ist. In der Ausgangswelle 16 erstreckt sich von deren unterem Ende 132 eine Axialbohrung 160 bis hinter den Wellenbund 154. Mindestens eine Radialbohrung 162 bildet in einem oberen Endbereich 163 der Ausgangswelle 16 eine flüssigkeitsleitende Verbindung zwischen der Axialbohrung 160 und dem Fördergewinde 156.

Auf der Ausgangswelle 16 ist im oberen Endbereich 163 ein Viel­ nutprofil 164 ausgebildet, das zum Ankoppeln einer nicht darge­ stellten Pumpe dient. Unterhalb des Vielnutprofils 164 ist auf der Ausgangswelle 16 eine Einfach-Gleitringdichtung 166 befes­ tigt, die die Ausgangswelle 16 gegen den siebten Gehäuseab­ schnitt 138 abdichtet. Unterhalb der Einfach-Gleitringdichtung 166 durchsetzt eine Gewindebohrung 168 die Wandung des siebten Gehäuseabschnitts 138, in der ein Stopfen 170 eingeschraubt ist. Der Stopfen 170 kann zum Entlüften des Getriebes 10 während der Befüllung oder zur Belüftung während eines Ablassens des Schmierfluids aus der Gewindebohrung 168 geschraubt werden. Im oberen Endbereich weist der siebte Gehäuseabschnitt 138 ein Gewinde 172 auf, an dem das Gehäuse der Pumpe befestigt werden kann.

Im Betrieb des Getriebes 10 fördern die Fördergewinde 60, 62, 156 und 158 aufgrund der Rotation der Fördergewinde 60 und 156 Schmierfluid von den äußeren Endbereichen des Gehäuses 12 zur Mitte. Dadurch werden zwei Fluidströmungen A und B erzeugt, die in den Figuren durch Pfeile dargestellt sind.

Die Fluidströmung A strömt von der Pumpenscheibe 58 entlang der Mantelfläche der Eingangswelle 14 durch die Bohrungen 66 und 78 in den Innenraum 74. Im Innenraum 74 kann das Schmierfluid auch über die gesamte Oberfläche des Kompensatorschlauchs 70 zusätz­ lich Wärme abgeben, die von einer Umgebungsflüssigkeit im Außen­ raum 76 aufgenommen wird. Liegt der Kompensatorschlauch 70 an der Innenseite des vierten Gehäuseabschnitts 54 an, da das Schmierfluid besonders warm und daher besonders stark ausge­ dehnt ist, so kann eine direkte Wärmeleitung vom Schmierfluid durch den Kompensatorschlauch 70 und die Wandung des vierten Gehäuseabschnitts 54 an die Umgebung stattfinden. Hierdurch wird eine besonders gute Wärmeableitung erzielt.

Das Schmierfluid strömt vom Innenraum 74 durch die Bohrungen 93 und 106 axial weiter entlang den Planetenradpaaren 110 und 122. Es umspült dabei das zweistufige Reihen-Planetengetriebe 22 und nimmt die dort entstehende Reibungswärme auf. Durch die Öffnung 136 gelangt die Fluidströmung A nach innen in die Bohrungen 121, 107 und 80. Das Schmierfluid strömt axial zurück zur Radial­ bohrung 82, durch die es insbesondere aufgrund einer bei der Rotation entstehenden Zentrifugalkraft nach außen zu den Förder­ gewinden 60 und 62 tritt. Die Fluidströmung A ist somit ein geschlossener Kreislauf, in dem die am zweistufigen Reihen-Pla­ netengetriebe 22 entstehende Wärme aufgenommen und über die gesamte Länge des Gehäuses 12 und zusätzlich am Kompensator 24 wieder abgegeben wird.

Die Fluidströmung B wird im Betrieb durch die Fördergewinde 156 und 158 erzeugt. Sie strömt entlang der äußeren Mantelfläche der Ausgangswelle 16 durch das Radialrollenlager 148, die Axial­ rollenlager 142, 144 und 146 sowie das Radialrollenlager 140.

Das Schmierfluid der Fluidströmung B gelangt durch die Öffnung 136 und den Abstand 133 nach innen zur Axialbohrung 160. Es durchmischt sich dabei mit dem Schmierfluid der Fluidströmung A. Durch die Axialbohrung 160 gelangt die Fluidströmung B axial nach oben zur Radialbohrung 162, durch die sie, insbesondere aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen zu den Fördergewinden 156 und 158 tritt. Die Fluidströmung B führt zu einer verbesser­ ten Schmierung der Lagerungen der Ausgangswelle 16. Zusätzlich nimmt sie Wärme der Fluidströmung A auf und verteilt diese im oberen Bereich des Getriebes 10, so daß ein verbesserter Wärme­ austausch über die gesamte Außenoberfläche des Gehäuses 12 ge­ währleistet ist.

Claims (10)

1. Tauchpumpeneinrichtung zur Verwendung in einem Bohrloch, mit

• 1. einem Gehäuse (12), das im wesentlichen mit einem Schmier­ fluid gefüllt ist,
• 2. einer ersten Welle (14, 102, 120), die im Gehäuse (12) gela­ gert ist und eine erste äußere Mantelfläche (15), einen er­ sten Endbereich (81) und einen entgegengesetzten zweiten End­ bereich (134) hat,
• 3. einer zweiten Welle (16), die im wesentlichen mit der er­ sten Welle (14, 102, 120) im Gehäuse (12) fluchtend gelagert ist und eine zweite äußere Mantelfläche (17), einen dem zwei­ ten Endbereich (134) gegenüberliegenden dritten Endbereich (132) und einen entgegengesetzten vierten Endbereich (163) hat,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. sich in der ersten (14, 102, 120) und in der zweiten Welle (16) je eine erste (80, 107, 121) bzw. zweite Längsleitung (160) erstreckt,
• 2. die erste Längsleitung (80, 107, 121) im ersten und zweiten Endbereich (81, 134) mit der ersten Mantelfläche (17) durch eine erste (82) bzw. zweite Fluidleitung (136) verbunden ist,
• 3. die zweite Längsleitung (160) im dritten (132) und vierten Endbereich (163) mit der zweiten Mantelfläche (17) durch eine dritte (136) bzw. vierte Fluidleitung (162) verbunden ist,
• 4. mindestens eine Pumpeinrichtung (60, 62, 156, 158) zum Pumpen des Schmierfluids in zwei miteinander verbundenen Strömungen (A, B), einer ersten Strömung (A) entlang der ersten Mantel­ fläche (15) und durch die erste Längsleitung (80, 107, 121), und einer zweiten Strömung (B) entlang der zweiten Mantelflä­ che (17) und durch die zweite Längsleitung (160), bereitge­ stellt ist.

2. Tauchpumpeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Pumpeinrichtungen (60, 62, 156, 158) derart angeordnet sind, daß die erste (A) und die zweite Strömung (B) entgegengesetzt gerichtet sind.

3. Tauchpumpeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Gehäuse (12) eines Getriebes (10) ist, das mindestens eine Getriebestufe (22) hat, bei dem die erste Welle eine Eingangswelle (14), eine Zwischen­ welle (102) und eine Getriebewelle (120) umfaßt, und die zweite Welle eine Ausgangswelle (16) ist.

4. Tauchpumpeneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Getriebes (10) ein Kompensator (24) zum Ausgleich von Volumenveränderungen des Schmierfluids angeordnet ist, der zugleich einen zusätzlichen Wärmeaustausch zwischen Schmierfluid und Umgebung herstellt.

5. Tauchpumpeneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensator (24) neben der Getriebestufe (22) angeordnet ist, so daß eine der zwei Strö­ mungen (A, B) sowohl die Getriebestufe (22) als auch den Kompen­ sator (24) durchströmt.

6. Tauchpumpeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Gehäuse eines Motors, eines Kompensators oder einer Pumpe ist.

7. Tauchpumpeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (80, 107, 121) und zweite Längsleitung (160) am ersten (81) und vierten Endbereich (163) mit der ersten (15) bzw. zweiten Mantelfläche (17) durch je mindestens eine Radialbohrung (82, 162) in der ersten (14) bzw. zweiten Welle (16) verbunden sind, die von innen nach außen durchströmt wird.

8. Tauchpumpeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Längsleitung (80, 107, 121) bis zum Ende des zweiten Endbereichs (134) erstreckt, und sich die zweite Längsleitung (160) bis zum Ende des dritten Endbereichs (132) erstreckt, und diese Enden des zweiten (134) und dritten Endbereichs (132) in einem Abstand (133) zueinander gehalten sind.

9. Tauchpumpeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten (15) und/oder zweiten Mantelfläche (17) mindestens ein Radial- oder Axialgleitlager (44, 64, 104) angeordnet ist, das in axialer Richtung Strömungs­ kanäle (45, 66, 106) hat, und/oder mindestens ein Radial- oder Axialwälzlager (140, 142, 144, 146, 148) angeordnet ist, das in Axialrichtung vom Schmierfluid durchströmt werden kann.

10. Tauchpumpeneinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten (15) und zweiten Mantelfläche (17) je ein Radialgleitlager (58, 154) mit einem Fördergewinde (60, 156) angeordnet ist, wobei die Radialgleitla­ ger (58, 154) ein stationäres Gewinde (62, 158) und ein entgegen­ gerichtetes rotierenden Gewinde (60, 156) haben (Schraubengangpumpe), und im Betrieb die Strömungen (A, B) erzeugen.