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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehmomentausgangswerkzeug, insbesondere einen Elektrobohrer.
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Stand der Technik
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Ein Drehmomentausgangswerkzeug wie Elektrobohrer und Schraubeinsatz usw. umfasst in der Regel einen Motor, eine Übertragungseinrichtung und eine Ausgangswelle, wobei der Motor weiter eine Antriebswelle umfasst, welche die Übertragungseinrichtung zum Ausgeben der Antriebskraft an die Ausgangswelle antreibt.
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Wenn die Werkzeuge als Handhalte-Drehmomentausgangswerkzeuge verwendet werden, soll der Benutzer üblicherweise mit einer Hand oder beiden Händen die Werkzeuge zum Betätigen halten. Wenn ein Halthalte-Drehmomentausgangswerkzeug eine zu große Abmessung hat, ist es offensichtlich nicht förderlich für eine Bedienung durch den Benutzer. Aufgrund dessen wird es erwünscht, dass unter der Voraussetzung, dass die Anforderungen an das ausgegebene Drehmoment, die Drehzahl und die Leistung usw. erfüllt werden, das Drehmomentausgangswerkzeug eine möglichst kleine Abmessung hat.
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Damit das Drehmomentausgangswerkzeug ein größeres Ausgangsdrehmoment hat, umfasst die Übertragungseinrichtung im derzeit bestehenden Drehmomentausgangswerkzeug üblicherweise einen mehrstufigen Planetengetriebezug, darüber hinaus umfasst die Übertragungseinrichtung weiter einen Innenzahnkranz, der sich nach oben und unten bewegen kann, so dass das Drehmomentausgangswerkzeug eine größere axiale Abmessung hat, was nicht förderlich für die Miniaturisierung des Werkzeugs ist.
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Inhalt der vorliegenden Erfindung
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Ein Drehmomentausgangswerkzeug, umfassend einen Motor, ein Gehäuse, eine Ausgangswelle, eine Übertragungseinrichtung und eine Einstellvorrichtung; wobei am Motor eine Antriebswelle installiert ist, und wobei das Gehäuse zur Aufnahme des Motors dient, und wobei die Ausgangswelle zum Ausgeben des Ausgangsdrehmoments dient, und wobei die Übertragungseinrichtung zum Realisieren einer Transmission zwischen der Antriebswelle und der Ausgangswelle dient, und wobei die Einstellvorrichtung zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Ausgangswelle dient; wobei die Antriebswelle an ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad, welche mit der Antriebswelle rotieren können, angeschlossen ist oder sie ausbildet; und wobei die Übertragungseinrichtung einen ersten Planetenradsatz, einen zweiten Planetenradsatz und einen Innenzahnkranz umfasst; und wobei der erste Planetenradsatz ein erstes Planetenrad und einen ersten Planetenradträger umfasst, und wobei der zweite Planetenradsatz ein zweites Planetenrad und einen zweiten Planetenradträger umfasst, und wobei der Innenzahnkranz Innenzähne ausbildet; und wobei das erste Planetenrad drehbar am ersten Planetenradträger installiert ist, und wobei das zweite Planetenrad drehbar am zweiten Planetenradträger installiert ist, und wobei das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad jeweils in den Innenzahnkranz eingreifen können, und wobei das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad jeweils in ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad eingreifen; und wobei die Einstellvorrichtung ein Verriegelungselement umfasst, welches sich bezüglich des Gehäuses bewegen kann; und wobei das Verriegelungselement mindestens eine erste Position und eine zweite Position umfasst; und wobei die erste Position die Relativrotation zwischen dem ersten Planetenradträger und dem Gehäuse und die zweite Position die Relativrotation zwischen dem Innenzahnkranz und dem Gehäuse verriegelt; und wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und dem zweiten Planetenradträger ein erstes Übersetzungsverhältnis ist, wenn das Verriegelungselement sich an der ersten Position befindet; und wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle und dem zweiten Planetenradträger ein zweites Übersetzungsverhältnis ist, wenn das Verriegelungselement sich an der zweiten Position befindet.
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Das Drehmomentausgangswerkzeug kann verschiedene Drehmomentausgänge realisieren und ist weiter förderlich für die Miniaturisierung bezüglich der Abmessung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Strukturansicht des Drehmomentausgangswerkzeugs in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils der Struktur des Drehmomentausgangswerkzeugs gemäß 1.
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3 zeigt eine Querschnittsansicht der Übertragungseinrichtung und der Einstellvorrichtung gemäß 2.
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4 zeigt eine Explosionsansicht der Struktur gemäß 3.
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5 zeigt eine B-B Schnittansicht der Struktur gemäß 3.
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6 zeigt eine C-C Schnittansicht der Struktur gemäß 3.
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Ausführliche Ausführungsformen
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Das Drehmomentausgangswerkzeug 100 gemäß 1 umfasst ein Gehäuse 11 und einen Schalter 12.
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Wie in 2 dargestellt, umfasst das Drehmomentausgangswerkzeug 100 weiter einen Motor 13, eine Ausgangswelle 14, eine Übertragungseinrichtung 20 und eine Einstellvorrichtung 30.
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Um die Erläuterung zu erleichtern, wird ein Elektrobohrer als Beispiel für das Drehmomentausgangswerkzeug 100 genommen; selbstverständlich kann das Drehmomentausgangswerkzeug 100 auch andere Drehmomentausgangswerkzeuge 100 sein, wie Schraubeinsatz oder ein multifunktionales Werkzeug mit den Funktionen des Schraubeinsatzes und des Elektrobohrers; oder kann das Drehmomentausgangswerkzeug 100 auch Werkzeuge sein, welche ein ausgegebene Drehmoment in eine Bewegung anderer Form umwandeln können, dabei können die Werkzeuge zum Polieren eines Werkstücks verwendet werden, wie Schleifer und Winkelschleifer; die Werkzeuge können auch zum Schneiden eines Werkstücks verwendet werden, wie Stichsäge, Kreissäge und Kurvensäge; die Werkzeuge können auch zum Schlagen verwendet werden, wie Elektrohammer; die Werkzeuge können auch Gartenwerkzeuge sein, wie Heckenschere und Kettensäge; darüber hinaus können die Werkzeuge auch für andere Zwecke verwendet werden, wie Rührer.
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Solange solche Werkzeuge eine zwischen dem Motor 13 und der Ausgangswelle 14 angeordnete Übertragungseinrichtung 20 umfassen, können sie die folgenden offenbarten Inhalte der technischen Lösungen verwenden.
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Wie in 1 dargestellt, dient das Gehäuse 11 zur Aufnahme der jeweiligen Komponenten im Inneren des Drehmomentausgangswerkzeugs 100, wobei das Gehäuse 11 ein Griffteil 111 und ein Aufnahmeteil 112 umfassen kann. Das Griffteil 111 dient zum Halten durch einen Benutzer, wobei das Aufnahmeteil 112 einen Aufnahmeraum zur Aufnahme der jeweiligen Komponenten ausbildet; und wobei der Schalter 12 am Griffteil 111 installiert sein kann.
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Wenn ein Benutzer das Griffteil 111 hält, kann der Schalter 12 relativ leicht ausgelöst werden, wobei der Schalter 12 als Haupttrigger zum Starten des Drehmomentausgangswerkzeugs 100 angeordnet sein kann. Der Elektrobohrer kann weiter eine Spannvorrichtung 15 umfassen, welche dazu dient, ein Werkzeugszubehör im Drehmomentausgangswerkzeug 100 einzuklemmen, wobei über die Spannvorrichtung 15 die Antriebskraft ans Werkzeugszubehör übertragen werden kann, um die Werkzeugfunktion des Drehmomentausgangswerkzeugs 100 zu realisieren.
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Der Motor 13 dient dazu, die durch eine Energiequelle bereitgestellte Energie in eine Antriebskraft umzuwandeln und sie auszugeben. Der Motor 13 ist im Inneren des Gehäuses 11 angeordnet und umfasst eine Antriebswelle 113, die um eine erste Achse 101 rotieren kann, wobei ein Ende der Antriebswelle 131 zum Ausgeben einer Antriebskraft an die Übertragungseinrichtung 20 dient.
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Die Ausgangswelle 14 dient zum Ausgeben eines Ausgangsdrehmoments und kann ebenfalls um die erste Achse 101 rotieren.
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Die Übertragungseinrichtung 20 ist zwischen dem Motor 13 und der Ausgangswelle 14 angeordnet und dient zum Realisieren einer Transmission zwischen der Antriebswelle 131 und der Ausgangswelle 14 des motors 13.
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Die Einstellvorrichtung 30 dient zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle 131 und der Ausgangswelle 14, um es zu realisieren, dass die Ausgangswelle einen Ausgang mit verschiedenen Drehzahlen durchführt, so dass es weiter realisiert wird, dass das Drehmomentausgangswerkzeug 100 verschiedene Drehmomente ausgibt.
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Um den Inhalt der technischen Lösung klarer zu erläutern, wird Folgendes definiert: dass die Richtung der ersten Achse 101 und eine zur ersten Achsen 101 parallel verlaufende Richtung als axiale Richtung definiert werden und eine Kreisrichtung, bei der die erste Achse 101 als Mittelachse dient, als Umfangsrichtung definiert wird.
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Wie in 2 bis 6 dargestellt, umfasst das Drehmomentausgangswerkzeug 100 insbesondere weiter ein erstes Sonnenrad 16 und ein zweites Sonnenrad 17, wobei das erste Sonnenrad 16 und das zweite Sonnenrad 17 jeweils mit der Rotation der Antriebswelle 131 rotieren können.
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Die Übertragungseinrichtung 20 umfasst einen ersten Planetenradsatz 201, einen zweiten Planetenradsatz 202 und einen Innenzahnkranz 21. Der erste Planetenradsatz 201 umfasst ein erstes Planetenrad 22 und einen ersten Planetenradträger 23, wobei das erste Planetenrad 22 drehbar am ersten Planetenradträger 23 installiert ist, und wobei das erste Planetenrad 22 weiter mit dem ersten Sonnenrad 16 einen Eingriff ausbildet. Der zweite Planetenradsatz 202 umfasst ein zweites Planetenrad 24 und einen zweiten Planetenradträger 25, wobei das zweite Planetenrad 24 drehbar am zweiten Planetenradträger 25 installiert ist, und wobei das zweite Planetenrad 24 weiter mit dem zweiten Sonnenrad 17 einen Eingriff ausbildet. Der Innenzahnkranz 21 bildet Innenzähne 211 aus, wobei das erste Planetenrad 22 und das zweite Planetenrad 24 jeweils innerhalb des Innenzahnkranzes 21 angeordnet sind und gleichzeitig in den Innenzahnkranz 21 eingreifen können.
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Die Einstellvorrichtung 30 umfasst ein Verriegelungselement 31, welches sich bezüglich des Gehäuses 11 entlang der parallel zur ersten Achse 101 verlaufenden ersten Richtung D bewegen kann. Beim Bewegen entlang der ersten Richtung D kann das Verriegelungselement 31 eine erste Position, eine zweite Position und eine dritte Position umfassen.
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Wenn das Verriegelungselement 31 sich an der ersten Position befindet, kann das Verriegelungselement 31 die Relativrotation des ersten Planetenradträgers 23 bezüglich des Gehäuses 11 verriegeln, zu diesem Zeitpunkt ist das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 131 und dem zweiten Planetenradträger 25 ein erstes Übersetzungsverhältnis, wobei der zweite Planetenradträger 25 mit einer ersten Drehzahl eine Antriebskraft ausgeben kann. Wenn das Verriegelungselement 31 sich an der zweiten Position befindet, kann das Verriegelungselement 31 die Relativrotation des Innenzahnkranzes 21 bezüglich des Gehäuses 11 verriegeln, zu diesem Zeitpunkt ist das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 131 und dem zweiten Planetenradträger 25 ein zweites Übersetzungsverhältnis, wobei der zweite Planetenradträger 25 mit einer zweiten Drehzahl eine Antriebskraft ausgeben kann, und wobei das zweite Übersetzungsverhältnis anders als das erste Übersetzungsverhältnis sein kann, bevorzugt ist das zweite Übersetzungsverhältnis kleiner als das erste Übersetzungsverhältnis. Wenn das Verriegelungselement 31 sich an der dritten Position befindet, kann das Verriegelungselement 31 gleichzeitig den ersten Planetenradträger 23 und den Innenzahnkranz 21 freilassen, so dass der erste Planetenradträger 23 und der Innenzahnkranz 21 jeweils bezüglich des Gehäuses 11 rotieren können, zu diesem Zeitpunkt befindet sich der zweite Planetenradträger 25 in einem ausgekuppelten Zustand.
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Dadurch kann es lediglich über eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Verriegelungselements 31 schon realisiert werden, dass zwischen der Antriebswelle 131 und dem zweiten Planetenradträger 25 verschiedene Übersetzungsverhältnisse bestehen, so dass verschiedene Drehmomentausgänge des Drehmomentausgangswerkzeugs 100 realisiert werden. Darüber hinaus ist ein gemeinsamer Innenzahnkranz 21 für den ersten Planetenradsatz 201 und den zweiten Planetenradsatz 202 vorgesehen, wobei der Innenzahnkranz 21 ohne eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung verriegelt und freigelassen werden kann, dadurch wird die axiale Größe der Übertragungseinrichtung verringert, was förderlich für die Miniaturisierung der Abmessung des Drehmomentausgangswerkzeugs 100 ist.
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Um die obige technische Lösung zu realisieren, können das erste Sonnenrad 16 und das zweite Sonnenrad 17 bevorzugt mit der Antriebswelle 131 einteilig miteinander ausgebildet oder separat ausgebildet sein, hier wird ein Beispiel mit separatem Ausbilden genommen.
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Dabei umfasst das erste Sonnenrad 16 ein Eingriffteil 161 und ein Verlängerungsteil 162, wobei das Eingriffteil 161 und das Verlängerungsteil 162 jeweils an verschiedenen axialen Positionen des ersten Sonnenrades 16 ausgebildet sind. Das Eingriffteil 161 bildet Eingriffszähne zum Übertragen der Antriebskraft aus, wobei das Verlängerungsteil 162 zum Installieren des zweiten Sonnenrades 17 dienen kann. Das zweite Sonnenrad 17 ist am Verlängerungsteil 162 des ersten Sonnenrades 16 installiert und kann eine synchrone Rotation gemeinsam mit dem ersten Sonnenrad 16 durchführen, wobei das zweite Sonnenrad 17 ebenfalls Eingriffszähne zum Übertragen der Antriebskraft ausbildet, und wobei die Eingriffszähne des zweiten Sonnenrades 17 und die Eingriffszähne des ersten Sonnenrades 16 eine identische Zahnform haben. Darüber hinaus ist der Kopfkreisradius des zweiten Sonnenrades 17 weiter größer als der Kopfkreisradius des ersten Sonnenrades 16, so dass die Zahnzahl der Eingriffszähne des zweiten Sonnenrades 17 größer als die Zahnzahl der Eingriffszähne des ersten Sonnenrades 16 ist.
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Das erste Planetenrad 22 greift ins Eingriffteil 161 des ersten Sonnenrades 16 ein, wobei der erste Planetenradsat 201 mehrere erste Planetenräder 22 umfasst, z.B. vier erste Planetenräder 22, wobei die vier ersten Planetenräder 22 um das erste Sonnenrad 16 herum angeordnet sind, und wobei die Zahnzahl der Eingriffszähne des ersten Planetenrades 22 weiter größer als die Zahnzahl der Eingriffszähne des ersten Sonnenrades 16 ist.
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Am ersten Planetenradträger 23 ist ein erster Montagestift 231 installiert, wobei das erste Planetenrad 22 drehbar am ersten Montagestift 231 installiert ist. Wenn der erste Planetenradträger 23 nicht durch das Verriegelungselement 31 verriegelt ist, kann der erste Planetenradträger 23 bezüglich des Gehäuses 11 entlang der Umfangsrichtung rotieren. An der Außenseite des ersten Planetenradträgers 23 ist weiter ein Radträgeranschlagteil 232 ausgebildet, wobei das Radträgeranschlagteil 232 eine Anschlagvorsprungsstruktur ist, die von dem ersten Planetenradträger 13 nach außen herausragt.
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Das zweite Planetenrad 24 bildet einen Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad 17, wobei der zweite Planetenradsatz 202 mehrere zweite Planetenräder 24 umfasst, z.B. fünf zweite Planetenräder 24, wobei die fünf zweiten Planetenräder 24 um das zweite Sonnenrad 17 angeordnet sind, und wobei die Zahnzahl der Eingriffszähne des zweiten Planetenrades 24 weiter kleiner als die Zahnzahl der Eingriffszähne des zweiten Sonnenrades 17 ist. Dadurch ist der Verhältniswert zwischen der Zahnzahl der Eingriffszähne des ersten Sonnenrades 16 und der Zahnzahl der Eingriffszähne des ersten Planetenrades 22 kleiner als der Verhältniswert zwischen der Zahnzahl der Eingriffszähne des zweiten Sonnenrades 17 und der Zahnzahl der Eingriffszähne des zweiten Planetenrades 24.
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Am zweiten Planetenradträger 25 ist ein zweiter Montagestift 251 installiert, wobei das zweite Planetenrad 24 drehbar am zweiten Montagestift 251 installiert ist. Der zweite Planetenradträger 25 bildet weiter ein Ausgangsteil 252 aus, wobei das Ausgangsteil 252 zum Ausgeben der Antriebskraft des zweiten Planetenradträgers 25 dient.
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Der Innenzahnkranz 21 ist um das erste Planetenrad 22 und das zweite Planetenrad 24 herum ausgebildet, wobei die axiale Position des Innenzahnkranzes 21 befestigt ist. An der Innenseite des Innenzahnkranzes 21 sind die obigen Innenzähne 211 ausgebildet, wobei an der Außenseite ein mit dem Verriegelungselement 31 zusammenwirkendes Zahnkranzanschlagteil ausgebildet ist. Das Zahnkranzanschlagteil 212 kann auch eine Anschlagvorsprungsstruktur sein, die von der äußeren Oberfläche des Innenzahnkranzes 21 nach außen herausragt. Wenn der Innenzahnkranz 21 nicht durch das Verriegelungselement 31 verriegelt ist, kann der Innenzahnkranz 21 bezüglich des Gehäuses 11 entlang der Umfangsrichtung rotieren, wenn das Verriegelungselement 31 mit dem Zahnkranzanschlagteil 212 zusammenwirkt, wird die Umfangsrotation des Innenzahnkranzes 21 verriegelt.
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Dabei hat das Radträgeranschlagteil 232 des ersten Planetenradträgers 23 einen bestimmten Abstand zum Zahnkranzanschlagteil 212 des Innenzahnkranzes 21 in der axialen Richtung. Wenn das Verriegelungselement 31 sich in der axialen Richtung zu einer Position zwischen den beiden bewegt, werden der erste Planetenradträger 23 und der Innenzahnkranz 21 beides freigelassen.
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Das Verriegelungselement 31 ist ein Verriegelungsstift, welcher durch einen Benutzer zum Bewegen entlang der ersten Richtung D zu einer ersten Position, an der er mit dem Radträgeranschlagteil 232 zusammenwirkt, einer zweiten Position, an der er mit dem Zahnkranzanschlagteil 212 zusammenwirkt, und einer dritten Position zwischen den beiden angetrieben werden kann. Um die Bewegung des Verriegelungsstifts zu führen, kann die Einstellvorrichtung 30 weiter ein Führungselement zum Führen der Bewegung des Verriegelungsstifts entlang der axialen Richtung umfassen, wobei das Führungselement bevorzugt eine Führungshülsenwand 32 sein kann, und wobei die Führungshülsenwand 32 einen Führungsschlitz 321 ausbildet, der sich entlang der axialen Richtung erstreckt, und wobei der Verriegelungsstift durch den Führungsschlitz 321 hindurchgehen kann.
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Wenn das Verriegelungselement 31 sich zur ersten Position bewegt, an der es mit dem Radträgeranschlagteil 232 zusammenwirkt, wird die Rotation des ersten Planetenradträgers 23 bezüglich des Gehäuses 11 verriegelt, wobei der Innenzahnkranz 21 freigelassen wird. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Motor 13 gestartet wird, überträgt die Antriebswelle 131 die Antriebskraft ans erste Sonnenrad 16, wobei das erste Sonnenrad 16 die Antriebskraft ans erste Planetenrad 22 überträgt, da der erste Planetenradträger 23 verriegelt wird, überträgt das erste Planetenrad 22 die Antriebskraft an den Innenzahnkranz 21, und wobei der Innenzahnkranz 21 rotiert. Gleichzeitig überträgt die Antriebswelle 131 weiter die Antriebskraft ans zweite Sonnenrad 17, zu diesem Zeitpunkt bildet das zweite Planetenrad 24 mit dem zweiten Sonnenrad 17 und dem Innenzahnkranz 21 einen Doppeleingangsantriebsstrang, so dass der zweite Planetenradträger 25 mit einer niedriger Drehzahl einen Ausgang durchführt, nämlich besteht ein relativ großes erstes Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 131 und dem zweiten Planetenradträger 25.
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Wenn das Verriegelungselement 31 sich zur zweiten Position bewegt, an der es mit dem Zahnkranzanschlagteil 212 zusammenwirkt, wird die Rotation des Innenzahnkranzes 21 bezüglich des Gehäuses 11 verriegelt. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Motor 13 gestartet wird, überträgt die Antriebswelle 131 die Antriebskraft ans erste Sonnenrad 16, wobei das erste Sonnenrad 16 die Antriebskraft ans erste Planetenrad 22 überträgt, da der Innenzahnkranz 21 befestigt wird, überträgt das erste Planetenrad 22 die Antriebskraft an den ersten Planetenradträger 23, jedoch ist der erste Planetenradträger 23 nicht mit einer Ausgangseinrichtung verbunden, deshalb führt der erste Planetenradträger 23 statt eines Antriebskraftausgangs nur einen Leerlauf durch. Gleichzeitig überträgt die Antriebswelle 131 weiter die Antriebskraft ans zweite Sonnenrad 17, wobei das zweite Sonnenrad 17 die Antriebskraft ans zweite Planetenrad 24 überträgt, da der Innenzahnkranz 21 befestigt ist, überträgt das zweite Planetenrad 24 die Antriebskraft an den zweiten Planetenradträger 25, so dass unter dem ersten Planetenradsatz 201 und dem zweiten Planetenradsatz 202 nur der zweite Planetenradsatz 202 eine Funktion zur Drehzahlabnahme hat, deshalb führt der zweite Planetenradträger 25 mit einer hohen Drehzahl einen Ausgang durch, nämlich besteht ein relativ kleines zweites Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 131 und dem zweiten Planetenradträger 25.
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Oben werden die Grundprinzipien, die wichtigsten Merkmale und die Vorteile der vorliegenden Erfindung gezeigt und erläutert. Der Fachmann in der Industrie soll verstehen, dass die vorstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. Alle technischen Lösungen, die durch äquivalente Ersatze oder gleichwertige Änderungen erhalten werden, sollen als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung angesehen werden.
