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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelwellen-Lageraufbau für ein Automatikgetriebe
eines Automobils.
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Als
ein herkömmlicher
Aufbau zur Lagerung einer Doppelwelle für ein Automobil-Automatikgetriebe
ist beispielsweise ein Aufbau bekannt, wie er in 1 gezeigt ist. In 1 ist ein Zahnrad 4 integral an
einem Endabschnitt einer Innenwelle 2 ausgebildet. Das
Zahnrad 4 kämmt
mit einem Zahnrad 6. Eine Außenwelle 8 ist drehbar über ein
Nadellager 10 an der Innenwelle 2 gelagert. Ein
Zahnrad 12 ist integral nahe eines Endabschnitts der Außenwelle 8 ausgebildet.
Ein Kugellager ist zwischen dem Endabschnitt der Außenwelle 8 und
einem Gehäuse 16 angeordnet.
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Bei
dieser Doppelwellen-Lagerkonstruktion wird eine vom Zahnrad aus
eingegebene Last über das
Nadellager 10 in die Außenwelle 8 eingegeben und
wird weiter über
das Kugellager 14 durch das Gehäuse 16 abgestützt.
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Da
mittels einer Reaktionskraft vom Kraftübertragungszahnrad 4 aus
bei diesem Lageraufbau in die Innenwelle 2 sowohl eine
Torsionsbiegung als auch eine Biegelast eingegeben werden und darüber hinaus
ein Wellendurchmesser benötigt
wird, welcher beide Lasten aushalten kann, tritt das Problem auf, dass
der Durchmesser und das Gewicht der Innenwelle erhöht sind.
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Da
zusätzlich
der Aufbau derart ist, dass die durch das Zahnrad 4 abgestützte und
aufgenommene Biegelast durch das Nadellager 10 und das
Kugellager 14 über
die Innenwelle 2 abgestützt
ist, wird für die
Innenwelle 2 ein gewisses großes Maß an Festigkeit benötigt, was
zu einem Problem führt,
dass der Durchmesser der Innenwelle 2 erhöht ist.
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2 zeigt ein weiteres herkömmliches
Beispiel eines Doppelwellen-Lageraufbaus für ein Automobil-Automatikgetriebe.
Bei diesem Doppelwellen-Lageraufbau
ist eine Innenwelle 2 in einem Gehäuse 16 über ein
Rollenlager 18 gelagert. Weiterhin ist eine Außenwelle 8 über ein
Kugellager 14 in dem Gehäuse gelagert.
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Auch
bei diesem Doppelwellen-Lageraufbau werden jedoch, wie im Falle
des in 1 gezeigten Lageraufbaus,
in die Innenwelle 2 aufgrund einer Reaktionskraft von einem
Kraftübertragungszahnrad 4 aus
eine Biegelast und eine Torsionslast eingegeben. Da weiterhin ein
Wellendurchmesser benötigt
wird, welcher beide Lasten aushalten kann, tritt wiederum das Problem
auf, dass der Durchmesser und das Gewicht der Innenwelle 2 erhöht sind.
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Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird zum Stand der Technik
auf die japanische Offenlegungsschrift JP2001-323973A verwiesen.
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Es
ist somit eine Aufgabe der Erfindung, einen Doppelwellen-Lageraufbau
für ein
Automatikgetriebe bereitzustellen, welcher die Verringerung des Durchmessers
und des Gewichtes der Innenwelle ermöglichen kann.
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Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Doppelwellen-Lageraufbau für ein Automatikgetriebe
vorgesehen, umfassend eine Außenwelle
mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer Mehrzahl von
Zahnrädern;
eine Innenwelle mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende, einem ersten
Zahnrad, welches in der Nähe
des ersten Endes festgelegt ist, sowie einem Abschnitt mit großem Durchmesser,
welcher integral in der Nähe
des zweiten Endes ausgebildet ist; ein erstes Lager, welches zwischen
dem ersten Ende der Innenwelle und einem Gehäuse des Automatikgetriebes
angeordnet ist, um das erste Ende der Innenwelle drehbar zu lagern;
einem zweiten Lager, welches zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser
der Innenwelle und dem Gehäuse
angeordnet ist, um den Abschnitt mit großem Durchmesser drehbar zu
lagern; ein drittes Lager, welches zwi schen dem ersten Ende der
Außenwelle
und dem ersten Zahnrad angeordnet ist, um das erste Ende der Außenwelle
drehbar zu lagern; sowie ein viertes Lager, welches zwischen dem
zweiten Ende der Außenwelle
und dem Abschnitt mit großem
Durchmesser der Innenwelle angeordnet ist, und das zweite Ende der
Außenwelle
drehbar zu lagern.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Doppelwellen-Lageraufbau für ein Automatikgetriebe
vorgesehen, umfassend eine Außenwelle
mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer Mehrzahl von
Zahnrädern;
eine Innenwelle mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende, einem ersten
Zahnrad, welches nahe des ersten Endes festgelegt ist, und mit einem
Abschnitt großen
Durchmessers, welcher integral in der Nähe des zweiten Endes ausgebildet
ist; ein erstes Lager, welches zwischen dem ersten Zahnrad und dem
ersten Ende der Außenwelle
angeordnet ist, um das erste Ende der Innenwelle drehbar zu lagern;
ein zweites Zahnrad, welches zwischen dem Abschnitt der Innenwelle
mit großem
Durchmesser und einem Gehäuse
des Automatikgetriebes angeordnet ist, um den Abschnitt mit großem Durchmesser
drehbar zu lagern; ein drittes Lager, welches zwischen der Nähe des ersten
Endes der Außenwelle
und dem Gehäuse
angeordnet ist, um das erste Ende der Außenwelle drehbar zu lagern;
sowie ein viertes Lager, welches zwischen dem zweiten Ende der Außenwelle
und dem Abschnitt der Innenwelle mit großem Durchmesser angeordnet
ist, um das zweite Ende der Außenwelle
drehbar zu lagern.
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Gemäß dem ersten
und dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung sind Doppelwellen-Lageranordnungen
bereitgestellt, bei welchen die Reaktionskraft des Zahnrads direkt
durch die Außenwelle oder
das Getriebegehäuse
aufgenommen wird, ohne durch die Innenwelle hindurchzugehen.
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Da
verhindert wird, dass die Biegelast aufgrund der Zahnradreaktionskraft
zu der Innenwelle übertragen
wird und somit lediglich die für
die Übertragung
eines Drehmoments erforderliche Torsionssteifigkeit für die Innenwelle
sichergestellt ist, können die
Verringerung des Durchmessers und des Gewichts der Innenwelle erreicht
werden.
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Da
zusätzlich
der Doppelwellen-Aufbau verwendet wird, kann im Falle, dass der
Durchmesser der Innenwelle verringert ist, der Durchmesser der Außenwelle
dann verringert werden. Somit kann eine weitere Verringerung des
Gewichts und der Größe des Doppelwellen-Aufbaus
erhalten werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden
Figuren näher
beschrieben werden Es stellt dar:
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1 ist eine Längsschnittansicht,
welche ein Beispiel einer herkömmlichen
Doppelwellen-Lageranordnung zeigt.
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2 ist eine Längsschnittansicht,
welche ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen Doppelwellen-Lageranordnung
zeigt.
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3 ist eine schematische
Darstellung, welche die Konfiguration eines Sieben-Gang-Automatikgetriebes
zeigt, welches eine erfindungsgemäße Doppelwellen-Lageranordnung
verwendet.
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4 ist eine Längsschnittansicht
einer Doppelwellen-Lageranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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5 ist eine Zeichnung, welche
einen Teil einer Längsschnittansicht
einer Doppelwellen-Lageranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezug
nehmend auf 3 ist ein
schematisches Diagramm der Konfiguration eines Sieben-Gang-Automatikgetriebes
gezeigt, welches eine erfindungsgemäße Doppelwellen-Anordnung verwendet.
Eine Eingangswelle 20, eine Ausgangswelle 22,
eine erste Zwischenwelle 24, eine zweite Zwischenwelle 26 und
eine dritte Zwischenwelle 28 sind parallel zueinander vorgesehen.
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Die
Eingangswelle 20 ist mit einem Turbinenläufer eines
nicht dargestellten Drehmomentwandlers verbunden. Im Folgenden wird
ein Kraftübertragungsweg
für jeden
aus einem ersten Gang (niedrig) bis zu einem siebten Gang beschrieben
werden.
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Im
Falle des ersten Gangs wird die Drehung der Eingangswelle 20 zu
einem an der Eingangswelle 20 festgelegten Zahnrad 30,
einem Zwischenzahnrad 32, einem an der ersten Zwischenwelle 24 festgelegten
Zahnrad 34, einer Erster-Gang-Kupplung (einer Niedrig-Kupplung) 36,
einem Zahnrad 38, einem mit der Ausgangswelle 22 über eine
Einwegekupplung bzw. einen Freilauf 43 angebrachten Zahnrad 40,
der Ausgangswelle 22 und einem an der Ausgangswelle 22 festgelegten
Endantriebszahnrad 44 übertragen.
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Das
Endantriebszahnrad 44 kämmt
mit einem nicht dargestellten Endabtriebszahnrad. Nachdem die Drehung
der Ausgangswelle in ihrer Drehzahl durch ein Endzahnradübersetzungsverhältnis zwischen
dem Endantriebszahnrad 44 und dem Endabtriebszahnrad verringert
worden ist, wird die Drehung der Ausgangswelle zu einem nicht dargestellten
Differenzial übertragen,
wodurch ein linkes und ein rechtes Antriebszahnrad in einer Vorwärtsrichtung
drehen.
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Im
Falle eines zweiten Ganges wird die Drehung der Eingangswelle 20 zum
Endantriebszahnrad 44 über
das Zahnrad 30, das Zwischenzahnrad 32, das Zahnrad 34,
das erste Zwischenzahnrad 24, eine Zweiter-Gang-Kupplung 46,
ein Zahnrad 48, ein an der Ausgangswelle 22 festgelegtes
Zahnrad 50 und die Ausgangswelle 22 übertragen.
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Im
Falle eines dritten Gangs wird die Drehung der Eingangswelle 20
zum Endantriebszahnrad 44 über eine Dritter-Gang-Kupplung 52,
ein Zahnrad 54, das Zahnrad 50 und die Ausgangswelle 22 übertragen.
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Im
Falle eines vierten Gangs wird die Drehung der Eingangswelle 20
zum Endantriebszahnrad 44 über das Zahnrad 30,
ein Zahnrad 58, eine Vierter-Gang-Kupplung 66, welche einen
doppelten Zweck als eine Umkehrkupplung erfüllt, die zweite Zwischenwelle 26,
einen Getriebesynchronisierungsmechanismus (Vorwärts/Rückwärts-Fase) 62, ein Zahnrad 64,
ein Zahnrad 66, ein Zahnrad 68 und die Ausgangswelle 22 übertragen.
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Im
fünften
Gang wird die Drehung der Eingangswelle 20 zum Endantriebszahnrad 44 über das Zahnrad 30,
das Zahnrad 32, das Zahnrad 34, die erste Zwischenwelle 24,
eine Fünfter-Gang-Kupplung 70,
ein Zahnrad 72, das Zahnrad 68 und die Ausgangswelle 22 übertragen.
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Im
sechsten Gang wird die Drehung der Eingangswelle 20 zum Endantriebszahnrad 44 über eine Sechster-Gang-Kupplung 74,
das Zahnrad 66, das Zahnrad 68 und die Ausgangswelle 22 übertragen.
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Im
siebten Gang wird die Drehung der Welle 20 zum Endantriebszahnrad 44 über ein
an der Eingangswelle 22 festgelegtes Zahnrad 76,
ein an der dritten Zwischenwelle 28 festgelegtes Zahnrad 78, die
dritte Zwischenwelle 28, eine Siebter-Gang-Kupplung 80,
der Zwischenwelle 26, dem Getriebesynchronisierungsmechanismus 62,
dem Zahnrad 64, dem Zahnrad 68 und der Ausgangswelle 22 übertragen.
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Dagegen
wird im Rückwärtsgang
die Drehung der Eingangswelle 20 zum Endantriebszahnrad 44 über das
Zahnrad 30, das Zahnrad 58, die Vierter-Gang-Kupplung, welche
die Rückwärtskupplung 60 doppelt,
die zweite Zwischenwelle 26, den Getriebesynchronisierungsmechanismus 62,
ein Zahnrad 82, ein Zwischenzahnrad 84, das Zahnrad 54,
das Zahnrad 50 und die Ausgangswelle 22 übertragen.
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Dabei
ist das an der Ausgangswelle 22 festgelegte Zahnrad 68 ein
Zahnrad, welches gemeinsam für
den vierten Gang, den fünften
Gang, den sechsten Gang und den siebten Gang verwendet wird. In ähnlicher
Weise ist das an der Ausgangswelle 22 festgelegte Zahnrad 50 ein
Zahnrad, welches gemeinsam für
den zweiten Gang, den dritten Gang und den Rückwärtsgang verwendet wird.
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Als
Nächstes
wird Bezug genommen auf eine in 4 gezeigte
Längsschnittansicht.
Im Folgenden wird die Doppelwellen-Lageranordnung für das Automobil-Automatikgetriebe,
welches ein Merkmal der Erfindung bildet, ausführlich beschrieben werden.
Ein Zahnrad 78 ist über
ein Keilprofil an einem ersten Ende (einem linken Ende) der Innenwelle 28 angebracht,
welche die dritte Zwischenwelle ist.
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Ein
Kugellager 90 ist zwischen einem Getriebegehäuse 88 und
dem Zahnrad 78 angeordnet, sodass das erste Ende der Innenwelle 28 relativ
zum Getriebegehäuse 88 drehbar
gelagert ist.
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Ein
Kugellager 94 ist zwischen einem ersten Ende (einem linken
Ende) der Außenwelle 26,
welche die zweite Zwischenwelle ist, und dem Zahnrad 78 angebracht,
sodass das erste Ende der Außenwelle 26 relativ
zur Innenwelle 28 drehbar gelagert ist.
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Ein
Abschnitt 96 mit großem
Durchmesser ist in der Nähe
eines zweiten Endes (eines rechten Endes) der Innenwelle 28 integral
ausgebildet. Ein Kugellager 92 ist zwischen dem Abschnitt 96 mit
großem
Durchmesser und dem Getriebegehäuse 88 angeordnet,
sodass der Abschnitt mit großem
Durchmesser der Innenwelle 28 relativ zum Getriebegehäuse 88 drehbar
gelagert ist.
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Ein
Kugellager 98 ist zwischen einem zweiten Ende (einem rechten
Ende) der Außenwelle 26 und
dem Abschnitt großen
Durchmessers der Innenwelle 28 angeordnet, sodass das zweite
Ende der Außenwelle 26 relativ
zur Innenwelle 28 drehbar gelagert ist.
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Das
Zahnrad 58, das Zahnrad 64 und das Zahnrad 82 sind
drehbar an der Außenwelle 26 angebracht.
Weiterhin ist der Getriebesynchronisierungsmechanismus 62 durch
ein Keilprofil 61 derart an der Außenwelle 26 angebracht,
dass der Getriebesynchronisierungsmechanismus 62 sich relativ
zur Außenwelle 26 nicht
dreht, sondern sich axial bewegt. Der Getriebesynchronisierungsmechanismus 62 wird durch
eine Schaltgabel 63 zum Gleiten nach links und nach rechts
veranlasst.
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Die
Vierter-Gang- und Rückwärtskupplung 60 umfasst
eine Innennabe 100, welche als ein integraler Teil des
Zahnrads 58 ausgebildet ist. Eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben 102 sind
an der Innennabe 100 derart angebracht, dass sie nicht
drehen, sondern sich in axialer Richtung bewegen.
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Darüber hinaus
ist eine Mehrzahl von Kupplungsplatten 106 derart an einer
Kupplungsführung 104,
welche an der Außenwelle 26 festgelegt
ist, angebracht, dass sie nicht drehen, sondern sich in axialer
Richtung bewegen, wobei die Kupplungsplatten 106 abwechselnd
mit den Kupplungsscheiben 102 angeordnet sind.
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Das
Bezugszeichen 108 bezeichnet einen Kupplungskolben. Zwischen
der Kupplungsführung 104 und
dem Kupplungskolben 108 ist eine Kolbenkammer 110 definiert.
Wenn kein hydraulischer Druck in die Kolbenkammer 110 eingeleitet
ist, ist die Kupplung 60 mittels der Vorspannkraft einer
Rückstellfeder 112 ausgerückt.
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Wenn
ein hydraulischer Druck in die Kolbenkammer 110 eingeleitet
wird, wird der Kupplungskolben 108 in der Figur gegen die
Vorspannkraft der Rückstellfeder 112 nach
links bewegt, wodurch die Kupplungsplatten 106 starr gegen
die Kupplungsscheiben 102 gedrückt werden. Die Kupplung 60 ist dann
eingerückt.
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Die
Siebter-Gang-Kupplung 80 umfasst eine Innennabe 97,
welche als ein integraler Teil des Abschnitts 96 großen Durchmessers
der Innenwelle 28 ausgebildet ist. Eine Mehrzahl von Kupplungsscheiben 114 sind
an der Innennabe 97 derart angebracht, dass sie nicht drehen,
sondern sich in axialer Richtung bewegen.
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Darüber hinaus
ist eine Mehrzahl von Kupplungsplatten 118 an einer Kupplungsführung 116, welche
an der Außenwelle 26 festgelegt
ist, derart angebracht, dass sie nicht drehen, sondern sich in axialer
Richtung bewegen, wobei die Kupplungsplatten 118 abwechselnd
mit den Kupplungsscheiben 114 angeordnet sind.
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Bezugszeichen 120 bezeichnet
einen Kupplungskolben. Weiterhin ist eine Kolbenkammer 122 zwischen
der Kupplungsführung 116 und
dem Kupplungskolben 120 definiert. Wenn kein hydraulischer Druck
in die Kolbenkammer 122 eingeleitet ist, ist die Kupplung 180 durch
die Rückstellkraft
einer kegelförmigen
Scheibenfeder 124 ausgerückt, welche als eine Rückstellfeder
wirkt.
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Wenn
ein hydraulischer Druck in die Kolbenkammer 122 eingeleitet
wird, wird der Kupplungskolben 120 in der Figur gegen die
Vorspannkraft der konischen Tellerfeder 124 nach rechts
bewegt, wodurch die Kupplungsplatten 118 starr gegen die
Kupplungsscheiben 114 gedrückt werden. Die Kupplung 80 ist dann
eingerückt.
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Wie
bisher beschrieben wurde, kann bei der Doppelwellen-Lageranordnung
gemäß der Ausführungsform
die Ausübung
einer Biegelast auf die Innenwelle 2 unterdrückt werden,
und zwar auf der Seite des ersten Endes (linken Endes), da eine
Biegelast vom Zahndrad 82 zum Zahnrad 78 über das
Kugellager 94 übertragen
wird und weiter über
das Kugellager 90 durch das Getriebegehäuse 88 aufgenommen wird,
wodurch es ermöglicht
wird, den Durchmesser der Innenwelle 28 zu verringern.
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Andererseits
kann auf der Seite des zweiten Endes (rechten Endes) die Ausübung einer
Biegelast auf die Innenwelle 28 unterdrückt werden, da eine Biegelast
vom Zahnrad 58 oder dem Zahnrad 64 zum Abschnitt 96 großen Durchmessers
der Innenwelle 28 über
das Kugellager 98 übertragen
wird und ferner über
das Kugellager 92 durch das Getriebegehäuse 88 aufgenommen
wird, wodurch es ermöglicht
wird, den Durchmesser der Innenwelle 28 zu verringern.
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Nun
wird Bezug auf 5 genommen.
Ein Teil eines Längsschnitts
einer Doppelwellen-Lageranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist dort gezeigt. Diese Ausführungsform
stellt eine alternative Form zu der in 4 erläuterten
linken Endseiten-Lageranordnung bereit, während eine rechte Endseiten-Lageranordnung
derselben ähnlich
der rechten Endseiten-Lageranordnung der in 4 gezeigten Ausführungsform ist.
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Ein
Zahnrad 78 ist an einem ersten Ende (einem linken Ende)
einer Innenwelle 28 festgelegt. Ein Kugellager 128 ist
zwischen der Nähe
eines ersten Endes (eines linken Endes) einer Außenwelle 26 und einem
Getriebegehäuse 88 angeordnet,
sodass das linke Ende der Außenwelle 26 relativ
zum Getriebegehäuse 88 drehbar
gelagert ist.
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Ein
Kugellager 126 ist zwischen dem linken Ende der Außenwelle 26 und
einem Innenumfang des Zahnrads 78 angeordnet, sodass das
linke Ende der Innenwelle 28 relativ zur Außenwelle 26 drehbar gelagert
ist.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
wird eine durch das Zahnrad 78 zur Zeit einer Kraftübertragung
ausgeübte
Belastung über
das Kugellager 126 zur Außenwelle 26 übertragen
und wird weiter über
das Kugellager 128 durch das Getriebegehäuse 88 aufgenommen.
Da somit die Ausübung
einer Biegelast auf die Innenwelle 28 unterdrückt werden kann,
wird es dadurch ermöglicht,
den Durchmesser der Innenwelle 28 zu verringern.
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Eine
Doppelwellen-Lageranordnung für
ein Automatikgetriebe umfasst eine Außenwelle mit einer Mehrzahl
von Zahnrädern
sowie eine Innenwelle mit einem ersten Zahnrad, welches nahe einem
ersten Ende festgelegt ist, und mit einem integral nahe einem zweiten
Ende derselben ausgebildeten Abschnitt großen Durchmessers, wobei ein
erstes Lager zwischen dem Ende der Innenwelle und einem Gehäuse eines
Automatikgetriebes angeordnet ist, ein zweites Lager zwischen dem
Abschnitt großen Durchmessers
der Innenwelle und dem Gehäuse
angeordnet ist, ein drittes Lager zwischen dem ersten Ende der Außenwelle
und dem ersten Zahnrad angeordnet ist und ein viertes Lager zwischen
dem anderen Ende der Außenwelle
und dem Abschnitt großen Durchmessers
der Innenwelle angeordnet ist.