DE3440203A1 - BRAKE PRESSURE SENSOR FOR A HYDRAULIC VEHICLE BRAKE SYSTEM - Google Patents
BRAKE PRESSURE SENSOR FOR A HYDRAULIC VEHICLE BRAKE SYSTEMInfo
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Description
ALFRED TEVES GMBH ' P 5680ALFRED TEVES GMBH 'P 5680
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Bremsdruckgeber für eine hydraulische KraftfahrzeugbremsanlageBrake pressure transducer for a hydraulic motor vehicle brake system
Die Erfindung betrifft einen Bremsdruckgeber für eine hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Hauptzylinder und einem dem Hauptzylinder vorgeschalteten hydraulischen Kraftverstärker, wobei durch einen im Hauptzylinder erzeugbaren Druck Radbremsen beaufschlagbar sind und der Hauptzylinder über ein Zentralventil verfügt, durch das in Abhängigkeit von dam im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers eingestellten Druck eine Verbindung zwischen einer Arbeitskammer des Hauptzylinders und einem drucklosen Nachlaufbehälter absperrbar ist.The invention relates to a brake pressure transducer for a hydraulic motor vehicle brake system with a Master cylinder and a hydraulic power booster connected upstream of the master cylinder, with an im Master cylinder can be generated pressure wheel brakes can be applied and the master cylinder has a central valve, by the pressure set as a function of dam in the pressure chamber of the hydraulic power booster Connection between a working chamber of the main cylinder and an unpressurized follow-up tank can be shut off.
Bei derartigen Bremsdruckgebern ist generell bekannt, daß das im Hauptzylinder angeordnete Zentralyentil nach einem entsprechenden Verschiebeweg des Verstärkerkolbens verschlossen wird, so daß eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Hauptzylinders und einem drucklosen Nachlaufbehälter unterbrochen wird. Eine weitere Verschiebung des Verstärkerkolbens überträgt sich auf den oder auf die im Hauptzylinder angeordneten Hauptzylinderkolben, so daß ein entsprechender Druckaufbau in den Arbeitskammern eintritt und die an den Arbeitskammern angeschlossenen Radbremsen unter Druck gesetzt werden.In such brake pressure transducers it is generally known that the central valve arranged in the master cylinder after a corresponding displacement of the booster piston is closed, so that a connection between the Working chamber of the main cylinder and an unpressurized follow-up tank is interrupted. Another Displacement of the booster piston is transferred to the or to the arranged in the master cylinder Master cylinder piston, so that a corresponding pressure build-up occurs in the working chambers and to the Wheel brakes connected to the working chambers are pressurized.
Zur Verschiebung des Verstärkerkolbens ist es notwendig, im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers einen entsprechenden Druck aufzubauen, der aufgrund der ReibungTo move the booster piston, it is necessary to have one in the pressure chamber of the hydraulic booster to build up appropriate pressure due to the friction
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der den Verstärkerkolben umgebenden Dichtungen relativ groß sein muß und beispielsweise 6 bis 8 bar beträgt. Ein derartiger Druckaufbau im Verstärkerraum setzt allerdings voraus, daß das Bremspedal um einen vorgebbaren Wert in Betatigungsrichtung verschoben wird. Vor dem Durchlaufen dieses Leerweges setzt demnach keine Bremsbetätigung ein.the seals surrounding the booster piston must be relatively large and, for example, 6 to 8 bar. A Such a pressure build-up in the booster chamber, however, presupposes that the brake pedal has increased by a predeterminable value in Direction of actuation is shifted. Accordingly, there is no brake actuation before running through this idle path.
Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, bereits bei geringen Drücken im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers bzw. bei entsprechend geringen Pedalwegen in der Anbremsphase ein Schließen des oder der Zentralventile herbeizuführen, so daß der Pedalleerweg in der Anbremsphase auf ein Minimum beschränkt ist.The present invention has therefore set itself the task, even at low pressures in the pressure chamber of the hydraulic booster or with accordingly small pedal travel in the braking phase to bring about a closing of the central valve or valves, so that the Pedal travel is limited to a minimum in the braking phase.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ventilsitz des Zentralventils in einem Kolben angeordnet ist, der relativ zum Verstärkerkolben verschiebbar und mit dem Druck im Verstärkerraum beaufschlagbar ist. Ein Verschließen des Zentralventils setzt also bei einer derartigen Ausgestaltung bereits ein, bevor sich der Verstärkerkolben in Betätigungsrichtung in Bewegung setzt. In Abhängigkeit von der Bemessung der wirksamen Flächen des Kolbens und des Verstärkerkolbens läßt sich ein Verschließen des Zentralventils bereits bei einem sehr geringen Druck im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers herbeiführen.According to the invention this object is achieved in that the The valve seat of the central valve is arranged in a piston which is displaceable relative to the booster piston and with the pressure in the booster chamber can be acted upon. A closing of the central valve therefore starts with a such a design already a before the booster piston starts moving in the actuating direction. Depending on the dimensioning of the effective areas of the piston and the booster piston, a The central valve closes at a very low pressure in the hydraulic pressure chamber Bring about force amplifier.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Kolben gedichtet innerhalb des Verstärkerkolbens geführt ist. Beispielsweise sind der Kolben und der VerstärkerkolbenIn an advantageous embodiment of the According to the invention it is provided that the piston is guided in a sealed manner within the booster piston. For example, the piston and the booster piston
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koaxial angeordnet. Durch eine derartige Ausgestaltung ergibt sich einerseits ein relativ geringes Bauvolumen des Bremsdruckgebers, während andererseits durch eine derartige Anordnung der Pertigungsprozeß erleichtert wird. Andererseits ist es denkbar, daß der Kolben im Hauptzylinderkolben geführt ist. In diesem Zusammenhang ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der Kolben mit einem im Verstär-kerkolben geführten Zwischenkolben in Wirkverbindung steht, wobei der Zwischenkolben einen größeren Durchmesser als der Kolben hat und vom Verstärkerdruck beaufschlagbar ist. Dabei ist in einer zweckmäßigen Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes vorgesehen, daß der Weg des Zwischenkolbens durch den Hauptzylinderkolben begrenzt ist. Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Schließweg des Zentralventils geringer als der Maximalhub des Zwischenkolbens ist. Um bereits bei einem relativ geringen Druck im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers ein Verschließen des Zentralventils zu erreichen, ist vorgesehen, daß der Zwischenkolben über einen größeren wirksamen Durchmesser als der Verstärkerkolben verfügt. Bei einer derartigen Bemessung der wirksamen Durchmesser ist jedenfalls sichergestellt, daß sich der Zwischenkolben vor dem Verstärkerkolben in Betätigungsrichtung, bei Bremsbetätigung verschiebt. Alternativ wäre es allerdings auch denkbar, daß man die am Zwischenkolben angreifenden Reibkräfte derart vermindert, daß der gewünschte Effekt eintritt.arranged coaxially. Such a configuration results on the one hand in a relatively small overall volume of the Brake pressure transducer, while on the other hand, the manufacturing process is facilitated by such an arrangement. On the other hand, it is conceivable that the piston is guided in the master cylinder piston. In this context is advantageously provided that the piston with an intermediate piston guided in the booster piston in There is an operative connection, the intermediate piston having a larger diameter than the piston and from Booster pressure can be acted upon. This is in an expedient development of the subject of the application provided that the path of the intermediate piston is limited by the master cylinder piston. It is further advantageous if the closing path of the central valve is less than the maximum stroke of the intermediate piston. Around a closing of the already at a relatively low pressure in the pressure chamber of the hydraulic booster To achieve central valve, it is provided that the intermediate piston has a larger effective diameter than the booster piston has. With such a dimensioning the effective diameter is in any case ensures that the intermediate piston is in front of the booster piston in the direction of actuation, at Brake actuation shifts. As an alternative, however, it would also be conceivable that the acting on the intermediate piston is also conceivable Frictional forces are reduced in such a way that the desired effect occurs.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Zwischenkolben boi geschlossenem Zentralventil am KolbenIn a further advantageous embodiment of the Subject of the application is provided that the intermediate piston boi closed central valve on the piston
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anschlägt und unter Verkleinerung der Arbeitskammer in Betätigungsrichtung verschiebt. Eine derartige Ausgestaltung hat zur Folge, daß sich bei einem relativ geringen Druck im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers das Zentralventil des Hauptzylinders schließt. Daneben tritt der Effekt auf, daß der Kolben bei verschlossenem Zentralventil eine weitere Relativverschiebung gegenüber dem Verstärkerkolben ausführt, wobei sich die Arbeitskammer des HauptZylinders volumenmäßig verkleinert und ein entsprechender Druck aufgebaut wird. Durch eine geeignete Bemessung kann ohne weiteres erreicht werden, daß sich bei einer derartigen Ausgestaltung in der Anbremsphase ein Vorfülleffekt einstellt, so daß das für die Bremsbetätigungsorgane notwendige Schluckvolumen unmittelbar vor einer Verschiebung des Verstärkerkolbens aus der Arbeitskammer des Hauptzylinders verdrängt wird. Der Hub des Zwischenkolbens ist vorzugsweise durch den Verstärkerkolben begrenzt, so daß sich schließlich beide Kolben gemeinsam in Bremsbetätigungsrichtung verschieben. In diesem Zusammenhang ist es wiederum fertigungstechnisch besonders einfach und vorteilhaft, wenn der Zwischenkolben in etwa denselben Durchmesser wie der Hauptzylinderkolben aufweist.strikes and shifts in the actuation direction while reducing the size of the working chamber. Such a one Design has the consequence that at a relatively low pressure in the pressure chamber of the hydraulic Power amplifier closes the central valve of the master cylinder. In addition, there is the effect that the piston at closed central valve a further relative displacement compared to the booster piston executes, whereby the working chamber of the main cylinder reduced in volume and a corresponding pressure is built up. With a suitable dimensioning, without It is also possible to achieve a prefilling effect in the braking phase with such a configuration adjusts so that the absorption volume necessary for the brake actuators immediately before a Displacement of the booster piston from the working chamber of the master cylinder is displaced. The hub of the Intermediate piston is preferably limited by the booster piston so that ultimately both Move the pistons together in the brake actuation direction. In this context it is again production-related particularly simple and advantageous if the intermediate piston has approximately the same diameter as the master cylinder piston having.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand von Fig. 1 und Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 and 2 of the drawing explained. Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen hydraulischenFig. 1 is a section through a hydraulic
Kraftverstärker undBooster and
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Pig. 2 eine Alternativausführung desPig. 2 an alternative version of the
Erfindungsgegenstandes im Schnitt.Subject of the invention in section.
Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols.
In Fig. 1 ist mit 1 ein hydraulischer Kraftverstärker bezeichnet, auf den über ein Bremspedal 2 und eine mit dem Bremspedal 2 verbundene Druckstange 3 eine Betätigungskraft ausübbar ist. Bei einer entsprechenden Kraftbeaufschlagung des Bremspedals 2 ist innerhalb eines Verstärkerkolbens 4 eine Kolbenstange 5 verschiebbar, wodurch durch ein nicht aus der Darstellung ersichtliches Bremsventil ein entsprechender Betätigungsdruck in einem Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers einstellbar ist.In Fig. 1, 1 is a hydraulic booster denotes, on which a brake pedal 2 and a push rod 3 connected to the brake pedal 2 a Operating force can be exerted. With a corresponding application of force to the brake pedal 2 is within one Booster piston 4 a piston rod 5 displaceable, whereby by a not visible from the illustration Brake valve a corresponding actuating pressure can be set in a pressure chamber 6 of the hydraulic booster is.
Der Verstärkerkolben 4 verfügt über eine pedalseitige Sackbohrung 7, in dem ein Zwischenkolben 8 gedichtet geführt ist, wobei die pedalseitige Stirnfläche des Zwischenkolbens 8 über Durchlässe 9, 10 eine Verbindung zum Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 hat.The booster piston 4 has a pedal-side blind hole 7 in which an intermediate piston 8 is sealed is guided, the pedal-side end face of the intermediate piston 8 via passages 9, 10 a connection to the pressure chamber 6 of the hydraulic booster 1 has.
Dem hydraulischen Kraftverstärker 1 ist ein Hauptzylinder 11 nachgestaltet, der über einen Hauptzylinderkolben 12 verfügt, in dem eine Innenbohrung 13 vorgesehen ist. Innerhalb der Bohrung 13 ist ein Kolben 14 geführt, der einen Ventilsitz bildet, der im Zusammenwirken mit einem Schließkörper 15 einen Ventildurchgang bildet, durch den eine hydraulische Verbindung zwischen einer Arbeitskammer 16 des Hauptzylinders 11 und einem drucklosenThe hydraulic booster 1 is a master cylinder 11, which has a master cylinder piston 12 has, in which an inner bore 13 is provided. A piston 14 is guided within the bore 13, which forms a valve seat which, in cooperation with a closing body 15, forms a valve passage through which a hydraulic connection between a working chamber 16 of the master cylinder 11 and a pressureless one
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Nachlaufbehälter 17 steuerbar ist. Der Kolben 14 ist mit dem Zwischenkolben 8 durch eine Stange 18 verbunden.Follow-up container 17 is controllable. The piston 14 is connected to the intermediate piston 8 by a rod 18.
Im Betrieb des beschriebenen Bremsdruckgebers erfolgt bei entsprechender Kraftbeaufschlagung des Bremspedals 2 über die Druckstange 3 eine Verschiebung der Kolbenstange 4, durch die über ein aus der Darstellung nicht ersichtliches Bremsventil der-Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers unter Druck gesetzt wird. Der im Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers eingestellte Druck gelangt unmittelbar über die Durchlässe 10, 9 zur pedalseitigen Stirnfläche des Zwischenkolbens 8, so daß der Zwischenkolben 8, der über eine größere wirksame Fläche als der Verstärkerkolben 4 verfügt, in Betätigungsrichtung verschoben wird, so daß sich über die Stange 18 der Kolben 40 verschiebt und der SchließkörperIn the operation of the brake pressure transducer described, when the brake pedal 2 is subjected to a corresponding force, via the push rod 3 is a displacement of the piston rod 4, through which a not apparent from the illustration Brake valve of the pressure chamber 6 of the hydraulic booster is pressurized. The im The pressure set in the pressure chamber 6 of the hydraulic booster passes directly through the passages 10, 9 to the pedal-side end face of the intermediate piston 8, so that the intermediate piston 8, which has a larger effective area than the booster piston 4 has, is moved in the direction of actuation, so that the Rod 18 of piston 40 moves and the closing body
15 die hydraulische Verbindung zwischen der Arbeitskammer15 the hydraulic connection between the working chamber
16 des Hauptzylinders 11 und dem drucklosen Nachlaufbehälter 17 verschließt. Ein weiterer Druckaufbau im Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers führt dazu, daß sich der Zwischenkolben weiter in Betätigungsrichtung verschiebt, wobei die Verschiebung des Zwischenkolbens 8 infolge der Stange *18 dazu führt, daß sich der Kolben 14 bei geschlossenem Ze.ntralventil in Betätigungsrichtung verschiebt, so daß in der Arbeitskammer 16 des Hauptzylinders ein Druck aufgebaut wird, der dazu führt, daß den Bremsbetatigungsorganen 19 ein entsprechendes Druckvolumen zugeführt wird.16 of the master cylinder 11 and the unpressurized Follow-up container 17 closes. A further pressure build-up in the pressure chamber 6 of the hydraulic booster leads to the fact that the intermediate piston moves further in the actuating direction, the displacement of the Intermediate piston 8 as a result of the rod * 18 leads to the fact that the piston 14 moves in the actuating direction with the Ze.ntralventil closed, so that in the Working chamber 16 of the master cylinder, a pressure is built up, which leads to the brake actuating elements 19 a corresponding print volume is supplied.
Der Weg des Zwischenkolbens 8 gegenüber dem Verstärkerkolben 4 ist durch einen Anschlag 20 begrenzt. Vorzugsweise kommen der Zwischenkolben 8 und der AnschlagThe path of the intermediate piston 8 with respect to the booster piston 4 is limited by a stop 20. The intermediate piston 8 and the stop preferably come
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20 dann miteinander in Berührung, wenn den Bremsbetätigungsorganen 19 das erforderliche Schluckvolumen zugeführt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck im Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärker derart angestiegen, daß sich auch der Verstärkerkolben 4 in Bremsbetätigungsrichtung verschiebt, so daß die Arbeitskammer 16 des Hauptzylinders 11 auf herkömmliche Weise unter Druck gesetzt wird.20 then in contact with each other when the brake actuators 19 the required Swallowing volume is supplied. At this point in time the pressure is in the pressure chamber 6 of the hydraulic booster so increased that the booster piston 4 shifts in the brake actuation direction, so that the Working chamber 16 of the master cylinder 11 is pressurized in a conventional manner.
Beim Bremslösevorgang kehren sich die beschriebenen Bewegungsvorgänge um, bis wiederum die aus der Darstellung ersichtliche Ruhelage des Bremsdruckgebers eingenommen ist.When the brake is released, the movement processes described are reversed until those from the illustration again apparent rest position of the brake pressure transducer is assumed.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist wiederum einen hydraulischen Kraftverstärker 1 auf, der gleichfalls über einen Druckraum 6 verfügt, der durch Kraftbeaufschlagung des Bremspedals 2 unter Druck setzbar ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ebenfalls ein Zwischenkolben 8 vorgesehen, der gedichtet im Verstärkerkolben 4 geführt ist. Auch im Kolben 14 ist ein Ventildurchgang 21 vorgesehen, der zusammen mit einem Schließkörper 15 ein Zentralventil bildet, das bei entsprechender Kraftbeaufschlagung das Bremspedals 2 eine hydraulische Verbindung zwischen der Arbeitskammer 16 des Hauptzylinders 11 und dem drucklosen Nachlaufbehälter 17 unterbricht. In die Arbeitskammer 16 ragt ein Hauptaylinderkolben 12, der sich beispielsweise in eine zweite Arbeitskammer 22 erstecken kann, wodurch eine Tandemausführung des dargestellten Bremsdruckgebers erreichbar ist. An der Arbeitskammer 16 des in Fig. 2 dargestellten Bremsdruckgebers sind wiederum Bremsbetätigungsorgane 19 angeschlossen.The embodiment of FIG. 2 again has one hydraulic booster 1, which also has a pressure chamber 6, which by application of force of the brake pedal 2 can be put under pressure. In the embodiment of FIG. 2 is also a Intermediate piston 8 is provided, which is guided in a sealed manner in the booster piston 4. Also in the piston 14 is a Valve passage 21 is provided which, together with a closing body 15, forms a central valve, which at corresponding application of force to the brake pedal 2 a hydraulic connection between the working chamber 16 of the master cylinder 11 and the pressureless after-flow tank 17 interrupts. In the working chamber 16 protrudes a Hauptaylinderkolben 12, which is, for example, in a second working chamber 22 can extend, whereby a tandem version of the illustrated brake pressure transducer is attainable. On the working chamber 16 of the brake pressure transducer shown in FIG. 2 are in turn Brake actuators 19 connected.
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Die Funktionsweise der in Fig. 2 dargestellen Anordnung ist folgende:The mode of operation of the arrangement shown in FIG. 2 is as follows:
Bei Kraftbeaufschlagung des Bremspedals 2 wird über ein aus der Darstellung nicht ersichtliches Bremsventil ein im wesentlichen der auf das Bremspedal 2 ausgeübten Betätigungskraft proportionaler Druck im Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 eingestellt, der sich über den Durchlaß 11 zur pedalseitigen Stirnfläche des Zwischenkolbens 8 fortpflanzt. Der Zwischenkolben 8 verfügt über eine größere wirksame Fläche als der Verstärkerkolben 4 und setzt sich daher infolge verminderter Dichtungsreibung bei relativ geringen Drücken im Verstärkerraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers in Bewegung. Eine Verschiebung des Zwischenkolbens 8 in Betätigungsrichtung führt dazu, daß der Zwischenkolben 8 nach einem relativ geringen Verschiebeweg am Kolben 14 anschlägt, so daß das Zentralventil 15, 21 verschlossen wird und eine Verbindung zwischen dem drucklosen Nachlaufbehälter 17 und der Arbeitskammer 16 des Hauptzylinders 11 unterbrochen ist. Unter Verschiebung des Zwischenkolbens 8 und des Kolbens 14 wird nunmehr die Arbeitskammer 16 des Hauptzylinders 11 verkleinert, so daß den Bremsbetätigungsorganen 19 das notwendige Schluckvolumen zugeführt wird und die Bremsbeläge zur Anlage kommen. Nach einem konstruktiv vorgebbaren Weg, der in der Darstellung mit "s" bezeichnet ist, kommt, der Zwischenkolben 8 an einem Übertragungskolben 23 mechanisch zur Anlage, so daß aus den Kolben 4, 8, 23 eine mechanische Einheit gebildet ist. In diesem Betriebszustand hat sich der Druck im Druckraum 6 des hydraulischen Kraftverstärkers 1 soweit erhöht, daß sichWhen force is applied to the brake pedal 2, a a brake valve, which cannot be seen from the illustration, is essentially that which is exerted on the brake pedal 2 Operating force proportional pressure in the pressure chamber 6 of the hydraulic booster 1 set, which is propagates via the passage 11 to the pedal-side end face of the intermediate piston 8. The intermediate piston 8 has a larger effective area than the booster piston 4 and therefore settles as a result reduced seal friction at relatively low pressures in the booster chamber 6 of the hydraulic booster in Move. A displacement of the intermediate piston 8 in the actuating direction leads to the intermediate piston 8 strikes the piston 14 after a relatively small displacement, so that the central valve 15, 21 is closed is and a connection between the pressureless follow-up tank 17 and the working chamber 16 of the Master cylinder 11 is interrupted. With displacement of the intermediate piston 8 and the piston 14 is now the Working chamber 16 of the master cylinder 11 reduced so that the brake actuators 19 the necessary Swallowing volume is supplied and the brake pads come to rest. According to a constructively specifiable path that is designated in the illustration with "s", comes that Intermediate piston 8 on a transmission piston 23 mechanically to the plant, so that from the pistons 4, 8, 23 one mechanical unit is formed. In this operating state, the pressure in the pressure chamber 6 of the hydraulic booster 1 increased so far that
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die Einheit der Kolben 4, 8, 23 gemeinsam in Betätigungsrichtung verschiebt und für einen entsprechenden Druckaufbau in den Arbeitskammern 16, des Hauptzylinders sorgt.the unit of pistons 4, 8, 23 together in The direction of actuation shifts and for a corresponding pressure build-up in the working chambers 16, of the master cylinder.
Auch bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform kehren sich beim Bremslösevorgang bzw. beim Abbau der auf das Bremspedal 2 ausgeübten Betätigungskraft die beschriebenen Bewegungsvorgänge um, bis im Bremslösezustand alle Teile, die aus der Darstellung ersichtliche Lage einnehmen.In the embodiment shown in FIG. 2, too, when the brake is released or when the brake is dismantled, the the brake pedal 2 exerted actuating force the described movements until in Brake release state all parts that are in the position shown in the illustration.
AlAl
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