[发明专利]自通风双向牵引驱动单元

说明书

一种自通风双向牵引驱动单元(10)，包括双向电机(12)、用于使电机(12)通风的不对称风扇(14)以及位于电机(12)的电机轴(24)与风扇(14)的不对称风扇转子(38)之间的机械传动装置(14)。机械传动装置(14)操作成当电机轴(24)沿第一牵引方向旋转时以第一恒定传动比R1沿优选风扇方向(102)驱动风扇转子(38)并且当电机轴(24)沿与第一牵引方向相反的第二牵引方向旋转时以第二恒定传动比R2沿优选风扇方向驱动风扇转子(38)。机械传动装置(14)包括行星齿轮系(28)，该行星齿轮系包括太阳齿轮(30)、太阳齿轮(32)以及支撑在至少一个行星架(36)上的一组一个或多个行星齿轮(34)并且还包括自由轮(40，42，44，46，48，50，52)。自由轮中的第一自由轮(46)在行星架(36)与风扇转子(38)之间操作以阻止风扇转子(38)相对于所述行星架(36)沿与优选风扇方向相反的方向的旋转，并且自由轮中的第二自由轮(50)在齿圈(32)与风扇转子(38)之间操作以阻止风扇转子(38)相对于齿圈(32)沿优选风扇方向的旋转，并且其中，机械传动装置(14)使得(I)：

技术领域

本发明涉及一种自通风双向牵引驱动单元，特别是用于轨道车辆的自通风双向牵引驱动单元。

背景技术

用于轨道车辆的传统的自通风双向牵引单元包括：可沿两个方向旋转以在前后两个方向上驱动车辆的牵引电机轴，以及直接安装在电机轴上以冷却电机的风扇。为了获得与行驶方向无关的相同的冷却性能，风扇通常具有所谓的对称设计，即具有对称的叶片，并且风扇的效率不是最佳的，这意味着尺寸、能耗和所产生的噪声比期望的要高。替代地，风扇可以配备有可控节距叶片。但是这种设备制造和维护成本特别高。

从通常的对称风扇布置出发，从DE19842473已知的自通风双向牵引驱动单元包括双向电机、用于使电机通风的不对称风扇以及电机与风扇之间的机械传动装置。无论电机轴的旋转方向如何，机械传动装置都可以操作成在一个且相同的方向上并以恒定的传动比1：1驱动风扇转子。该机械传动装置包括行星齿轮系，该行星齿轮系包括齿圈、太阳齿轮和支撑在至少一个行星架上的一组行星齿轮。在行星齿轮与行星架之间设置有自由轮，以在一个旋转方向上锁定行星齿轮。这种布置在风扇的旋转方向和速度比方面提供了有趣的结果。然而，自由轮相对于风扇和电机轴的主旋转轴线的偏移位置可能导致使用中的自由轮的快速和过度的磨损和劣化。此外，传动比1：1是这种结构所固有的，并且在不添加减速齿轮的前提下不能改变。因此，传动比不能被优化以满足冷却和噪声排放要求。

在US 5,607,369中公开了一种通过输入方向的改变来控制速度比的差动齿轮系统。该系统通过改变差动齿轮系统的输入轴的旋转方向来引起输出速度比的改变。在一个实施例中，差动齿轮系统包括：可沿相反的方向旋转的输入轴；输出轴；连接在输入轴与输出轴之间的第一单向驱动机构；连接到输入轴的太阳齿轮；与太阳齿轮接合的差动齿轮；与差动齿轮接合的齿圈；固定外壳；以及将齿圈连接到固定外壳以防止齿圈与固定外壳之间的相对旋转的装置。因此，在一个方向上的速度比为-T1/T2并且在另一个方向上的速度比为1+T1/T2，其中T1为太阳齿轮的齿数，且T2为齿圈的齿数。在输出轴沿与输入轴的旋转方向无关的相同方向旋转时，速度比的显著差异(作为本系统的主要目的)使其不适合于自通风驱动单元。

现有文献DE10 2007 020345公开了一种自通风双向牵引驱动单元，其包括：双向电机；用于使电机通风的风扇；以及电机的电机轴与风扇的风扇转子之间的机械传动装置，其中，机械传动装置可操作成当电机轴沿第一牵引方向旋转时以第一恒定传动比沿优选风扇方向驱动风扇转子，并且当电机轴沿与第一牵引方向相反的第二牵引方向旋转时以第二恒定传动比沿优选风扇方向驱动风扇转子，其中，机械传动装置包括行星齿轮系，该行星齿轮系包括太阳齿轮、齿圈和支撑在至少一个行星架上的一组一个或多个行星齿轮，并且还包括自由轮，其中，自由轮中的一个在齿圈与风扇转子之间操作以阻止风扇转子相对于齿圈沿优选风扇方向的旋转。