WO2003099623A1 - Hauptbremszylinder - Google Patents

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WO2003099623A1
WO2003099623A1 PCT/EP2003/005294 EP0305294W WO03099623A1 WO 2003099623 A1 WO2003099623 A1 WO 2003099623A1 EP 0305294 W EP0305294 W EP 0305294W WO 03099623 A1 WO03099623 A1 WO 03099623A1
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WO
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actuating
piston
sleeve
master cylinder
pressure
Prior art date
Application number
PCT/EP2003/005294
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Schlüter
Original Assignee
Lucas Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lucas Automotive Gmbh filed Critical Lucas Automotive Gmbh
Priority to AU2003236683A priority Critical patent/AU2003236683A1/en
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/16—Master control, e.g. master cylinders
    • B60T11/224—Master control, e.g. master cylinders with pressure-varying means, e.g. with two stage operation provided by use of different piston diameters including continuous variation from one diameter to another

Definitions

  • the invention relates to a master cylinder for a hydraulic vehicle brake system with a master cylinder housing with a bore formed therein, into which extends an actuating piston provided for actuation by an actuating element of the vehicle brake system, which is axially displaceably guided in a hollow cylindrical first piston, which delimits a piston Pressure chamber in the bore sealing and axially displaceably guided and can usually only be actuated by a power output member of a brake booster upstream of the master cylinder, and a first sleeve which is axially displaceably guided between the first piston and the actuating piston and which is opposed to the actuating direction on a Actuating piston supports existing stop when the pressure in the pressure chamber exceeds a first predetermined value.
  • NormalfaH is meant here that the first piston is actuated exclusively by the brake booster upstream of the master brake cylinder if the latter works properly and is not fully controlled during braking
  • a master brake cylinder of the type mentioned is known from DE 44 29 439 C2.
  • the reaction to their input member takes place purely hydraulically, i. H.
  • Such a reaction disk made of elastomer material is present in many brake boosters / master cylinder units currently in use and, together with a sensor disk, defines the "jump-in behavior" of the brake booster and thus the response characteristics of the brake system.
  • Brake force generators without an interposed rubber-elastic reaction disk often have the disadvantage that they give the driver of the vehicle a very stiff pedal feel, which leads to the meterability of the vehicle brake being perceived as poor and the driver receiving insufficient feedback about a braking process taking place.
  • DE 44 29 439 C2 has therefore proposed that in an initial phase of braking a first diameter and later a second diameter enlarged compared to the first diameter. is hydraulically effective. By means of the first, smaller hydraulic diameter, an increased braking pressure is quickly built up at the start of braking with a relatively low actuation force, while the second hydraulic diameter that subsequently comes into effect provides the driver with good feedback of the higher braking pressures which have meanwhile been achieved.
  • the object of the invention is to develop a master brake cylinder with purely hydraulic reaction in such a way that it is able to provide the driver with the required high brake pressure when braking hard.
  • a master brake cylinder which has the features specified in claim 1.
  • the pressure which builds up in the pressure chamber as a result of the displacement of the first piston acts only on the actuating piston Actuator back.
  • the hydraulic reaction force to be perceived by the driver on the brake pedal thus depends on the hydraulically effective, relatively small diameter of the actuating piston in this braking phase, so that the hydraulic pressure in the pressure chamber can be increased rapidly.
  • the first sleeve is supported against the actuating direction on the first piston.
  • the resulting mechanical coupling between the first sleeve and the first piston derives the hydraulic reaction force acting on the first sleeve via the first piston into the brake booster, so that the driver no longer perceives this portion of the hydraulic reaction force.
  • the hydraulic effective area of the actuating piston is again decisive in this phase of the braking process, which makes it easier for the driver, as at the beginning of braking, to quickly increase or maintain the brake pressure.
  • the configuration according to the invention ensures that a vehicle driver can provide the high braking pressure that is required to bring the vehicle to a standstill with a short braking distance in the event of heavy braking and in particular emergency braking.
  • the first sleeve can be resiliently biased in the actuating direction and, after having overcome a first predetermined distance against the resilient bias in the opposite actuation direction, can be supported on the stop of the actuating piston if the pressure in the pressure chamber exceeds the first predetermined value.
  • the first sleeve moves due to the pressure in the pressure chamber against the resilient bias acting on it relative to the actuating piston until it has overcome the first predetermined distance and is supported on the stop on the actuating piston.
  • the resilient bias of the first sleeve then defines the first predetermined value of the pressure in the pressure chamber, from which the first sleeve can overcome the first predetermined distance and can establish a mechanical coupling with the actuating piston.
  • the first sleeve is preferably supported on the first piston against the resilient bias in the opposite direction of actuation after having overcome a second predetermined distance if the pressure in the pressure chamber exceeds the second predetermined value.
  • an end face of the first sleeve facing the actuating element of the vehicle brake system bears against a support element which is resiliently biased in the actuating direction and guided axially displaceably on the actuating piston.
  • the resilient bias of the support element can be generated, for example, by means of a first helical spring, the ends of which are supported on the support element or on the actuating piston. If the pressure in the pressure chamber exceeds the first predetermined value, the first sleeve moves together with the support element against the resilient bias of the support element in a direction opposite to the actuating direction relative to the actuating piston.
  • the first sleeve on its side facing the actuating element of the vehicle brake system can also have a radially outwardly projecting flange which, for example, can be locked with the sleeve.
  • the ends of the first coil spring can then be supported on the radially outwardly projecting flange of the first sleeve or on the actuating piston.
  • the support element In a rest position of the master cylinder in the actuation direction at the beginning of braking, the support element is preferably supported on an end face of a projection of the first piston which projects radially inwards and which faces the actuation element of the vehicle brake system.
  • the rest position of the first sleeve is fixed in a structurally simple manner.
  • the support element is supported in the opposite actuating direction on the stop present on the actuating piston when the pressure in the pressure chamber exceeds the first predetermined value.
  • the interaction of the support element and the stop creates the mechanical coupling between the first sleeve and the actuating piston, which causes the first sleeve to be displaced together with the actuating piston in its actuating direction.
  • the first predetermined distance is then defined by a distance between the support element and the stop in a rest position of the main cylinder that is present at the beginning of braking.
  • the stop is guided axially displaceably on the actuating piston and is urged by a prestress acting resiliently in the actuating direction against a projection formed on the actuating piston.
  • the resilient bias of the stop can be generated, for example, by means of a second helical spring, the ends of which are supported on the stop or on the actuating piston.
  • the sum of the resilient preloads of the first sleeve and the stop determines the second predetermined value of the pressure in the pressure chamber, from which the first sleeve can overcome the second predetermined distance and can establish a mechanical coupling with the first piston.
  • the first sleeve preferably has at its end facing away from the actuating member of the vehicle brake system a radially outwardly extending flange which is supported in the opposite actuating direction on the first piston when the pressure in the pressure chamber exceeds the second predetermined value.
  • the interaction of the flange of the first sleeve with the first piston creates the mechanical coupling between the first sleeve and the first piston, which causes the reaction force acting on the first sleeve to be introduced into the first piston and from there into the force output element of the brake booster ,
  • the flange of the first sleeve is supported on an end face, facing away from the actuator of the vehicle brake system, of a radially inwardly projecting projection of the first piston when the pressure in the pressure chamber exceeds the second predetermined value.
  • the second predetermined distance is then defined by a distance between the flange of the first sleeve and the protrusion of the first piston at the time of a braking operation at which the first sleeve has overcome the first predetermined distance and is mechanically coupled to the actuating piston.
  • the radially inwardly projecting projection is on the one of the End face facing away from the actuator, the flange of the first sleeve is supported when the pressure in the pressure chamber exceeds the second predetermined value, the same projection on whose end face facing the actuator the first support element is supported in the rest position of the master cylinder.
  • a further sleeve is axially displaceably guided between the first sleeve and the actuating piston and is supported against the actuating direction on a further stop provided on the actuating piston when the pressure in the pressure chamber exceeds a third predetermined value.
  • the third predetermined value of the pressure prevailing in the pressure chamber is lower than the first and second pressure values which are decisive for the function of the first sleeve.
  • the first predetermined pressure value is then exceeded in the further course of the braking process, at which a mechanical coupling also occurs between the first sleeve and the actuating piston. Since then the first and the further sleeve move together with the actuating piston in its actuating direction, the hydraulic reaction force felt by the driver on the brake pedal in this phase of the braking process is affected by the force acting on the hydraulic active surfaces of the actuating piston, the further sleeve and the first sleeve certainly.
  • the provision of the additional sleeve enables the reaction force felt by the driver on the brake pedal to be increased in stages and thus in a more controllable manner.
  • the first sleeve when the second predetermined pressure value is exceeded in the pressure chamber, the first sleeve is mechanically coupled to the first piston and for the hydraulic reaction force at high brake pressures, only the force acting on the hydraulic active surfaces of the actuating piston and the further sleeve is decisive.
  • the further sleeve is resiliently biased in the actuating direction and, after having overcome a third predetermined distance, is supported against the resilient bias in the actuating opposite direction on the further stop when the pressure in the pressure chamber exceeds the third predetermined value.
  • the further sleeve moves due to the pressure in the pressure chamber against the resilient bias acting on it relative to the actuating piston until it has overcome the third predetermined distance and is supported on the existing stop on the actuating piston.
  • the further sleeve has a radially inwardly projecting projection and the actuating piston has a radially outwardly projecting projection.
  • An end face of the projection formed on the further sleeve facing the actuating member of the vehicle brake system can then be supported on an end face of the projection formed on the actuating piston facing away from the actuating member of the vehicle brake system if the pressure in the pressure chamber exceeds the third predetermined value.
  • the master cylinder, the third predetermined distance is determined by the existing in the rest position of the master cylinder distance between the operating member of the vehicle brake system facing end face of the formed on the further sleeve projection and the end face facing away from the brake system of the actuator of the vehicle "of the formed on the actuating piston projection Are defined.
  • An end face of the further sleeve facing the actuating element of the vehicle brake system is preferably supported on the support element which is resiliently biased in the actuating direction and guided axially displaceably on the actuating piston.
  • the support element then serves to support the first and the further sleeve, so that no additional component is required to support the further sleeve.
  • the actuating piston is formed in two parts and has a first section provided for actuation by the actuating member of the vehicle brake and a second section provided for actuation by the first section of the actuating piston.
  • the further sleeve is then preferably axially displaceable. bar between the first sleeve and the second portion of the actuating piston and the resiliently biased support member axially slidably guided on the second portion of the actuating piston.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of the relevant area of a first embodiment of a master brake cylinder according to the invention connected to a brake booster in a rest position
  • FIG. 2 shows a view according to FIG. 1 in a first actuation position
  • FIG. 3 is a view according to FIG. 1 in a second actuation position
  • Fig. 4 is a diagram showing the relationship between an applied
  • FIG. 5 shows a longitudinal section of the relevant area of a second embodiment of a master brake cylinder according to the invention connected to a brake booster in a rest position
  • FIG. 6 is a view according to FIG. 5 in a first actuation position
  • FIG. 7 is a view according to FIG. 5 in a second actuation position
  • FIG. 8 is a view according to FIG. 5 in a third actuation position
  • Fig. 9 is a view of FIG. 5 in a fourth operating position
  • Fig. 10 is a diagram showing the relationship between an applied
  • FIGS. 5 to 9. 1 shows the area of a first exemplary embodiment of a master cylinder 10 for a hydraulic vehicle brake system that is of interest in connection with the present invention in its rest position.
  • the master cylinder 10 is functionally connected upstream of a vacuum brake booster 12 of a generally known type and therefore not explained in detail here.
  • the brake booster 12 has a housing, in the interior of which a movable wall 14 separates a vacuum chamber 16 from a working chamber 18.
  • the vacuum chamber 16 is continuously connected to a vacuum source, for example to the intake tract of an internal combustion engine or to a vacuum pump.
  • a control valve is provided to selectively establish a connection between the working chamber 18 and the vacuum chamber 16 so that the working chamber 18 is also evacuated, or a connection between the evacuated working chamber 18 and the ambient atmosphere, i.e. to produce the ambient pressure in order to provide a support force due to the differential pressure which then arises on the movable wall.
  • the master cylinder 10 and the brake booster 12 are actuated by means of a rod-shaped input member 22 projecting into a housing 20 of the control valve.
  • the input member 22 is fastened with its spherical end 24 in an actuating piston 26.
  • the input member 22 "is connected to an actuator, not shown, of the vehicle brake system, for example to a brake pedal, via which an axial force can be exerted on the input member 22, which is indicated by an arrow F in FIGS. 1 to 9.
  • the master cylinder 10 which is functionally connected to the brake booster 12, has a housing 28 with a bore 30, in which a hollow cylindrical first piston 32 is guided axially displaceably and is sealed by means of a first seal 34.
  • the first piston 32 acts on a pressure chamber 36, which is also referred to as the primary pressure chamber and which is axially limited in the bore 30 of the master cylinder housing 28 axially between the first piston 32 and a further piston, not shown, arranged in the bore 30 in the installed state Master cylinder 10, pressure chamber 36 is connected to a first brake circuit of the vehicle brake system, while a further pressure chamber, not shown, also referred to as a secondary pressure chamber, on which the further piston acts, is connected to a second brake circuit of the vehicle brake system.
  • the actuating piston 26 passes through the first piston 32 and is guided axially displaceably in the first piston 32 by means of a radially outwardly extending annular collar 38. At its end facing away from the input member 22 and on the left in FIGS. 1 to 3, the actuating piston 26 has a rod-shaped extension 39 of reduced diameter protruding into the pressure chamber 36. On this rod-shaped extension 39 of the actuating piston 26, a hollow cylindrical first sleeve 40 is arranged axially displaceably, which has a radially outwardly projecting flange 42 at its left end facing away from the input member 22 in FIGS. 1 to 3.
  • the first sleeve 40 is sealed from the actuating piston 26 by means of a first O-ring seal 44 and from the first piston 32 by means of a second O-ring seal 46.
  • the support element 50 is a first coil spring 52, the ends of which are on the support element 50 and
  • annular stop 58 Arranged on the actuating piston 26 is also an annular stop 58, which is supported by a second helical spring 60, the ends of which are supported on the stop 58 or a first step-shaped projection 62 formed on the collar 38 of the actuating piston 26, against a second one on the actuating piston 26 trained step-shaped projection 64 is pressed.
  • the stop 58 is axially displaceably guided on the actuating piston 26.
  • the function of the first exemplary embodiment of a master brake cylinder 10 is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the input member 22 transmits this force to the actuating piston 26, whereby the latter acts against the force of the first and second coil springs 52, 60 relative to the first piston 32 and first sleeve 40 in Fig. 1 to the left.
  • the rod-shaped extension 39 of the actuating piston 26 is immersed in the pressure chamber 36.
  • the displacement of the actuating piston 26 to the left leads to the control valve of the brake booster 12 releasing a connection between the working chamber 18 and the ambient atmosphere.
  • the additional force generated by the brake booster 12 is transmitted via a force output surface 68 formed on the diaphragm plate 66 to an opposite end surface 70 of a flange 72 formed on the first piston 32 and projecting radially outward, so that the first piston 32 begins to follow left and thus to move into the pressure chamber 36.
  • a connection between the pressure chamber 36 and a hydraulic fluid container, not shown, is interrupted in a known manner, so that hydraulic pressure can build up in the pressure chamber 36.
  • the hydraulic pressure building up in the course of the displacement of the actuating piston 26 and the first piston 36 to the left in the pressure chamber 36 acts both on the hydraulically effective surface of the actuating piston 26 and on the hydraulically active surface of the first sleeve 40 piston 32 acting reaction force on the diaphragm plate 66 and the control valve housing is introduced into the brake booster 12 20, and therefore can not be felt at the brake pedal, are for a feedback of the building up in the pressure chamber 36 "hydraulic pressure to the brake pedal and thus to the vehicle driver, the effective hydraulically Surfaces of the actuating piston 26 and the first sleeve 40 are decisive.
  • reaction force As soon as the fluid connection between the pressure chamber 36 and the hydraulic fluid container is interrupted and, as a result, a hydraulic pressure builds up in the pressure chamber 36, a hydraulic reaction force (reaction force) is additionally generated, which via an end face of the rod-shaped extension 39 of the actuating piston 26 acts back on the brake pedal. Accordingly, the reaction force felt on the brake pedal is then composed of the hydraulic force acting on the end face of the rod-shaped extension 39 and the spring force of the first coil spring 52 (phase 2).
  • the first sleeve 40 is displaced to the right relative to the first piston 32 and the actuating piston 26 against the force of the first spring 52.
  • a first pressure value Di in the pressure chamber 36 is exceeded, the support element 50 comes into contact with the stop 58 (FIG. 2) after having covered a first distance Si.
  • the sum of the hydraulically effective surfaces of the actuating piston 26 and the first sleeve 40 is then decisive for the hydraulic portion of the reaction force felt on the brake pedal (phase 3).
  • the first sleeve 40 is again displaced to the right relative to the first piston 32 and the actuating piston 26 against the forces exerted by the first and second springs 52, 60.
  • a second pressure value D 2 in the pressure chamber 36 is exceeded, the flange 42 formed on the first sleeve 40, after having overcome a second distance S 2, comes into contact with a radial end face 74 of the actuator 22 facing away from the actuator 22 in FIGS. 1 to 3 inward protrusion 54 of the first piston 32 (FIG. 3).
  • the ratio in which a vehicle driver feels the increase in the hydraulic pressure in the pressure chamber 36 as an increase in the counterforce to be overcome at the brake pedal is referred to as the transmission ratio.
  • the actuating piston 26 can move further to the left relative to the control valve housing 20 with the same actuating force F than with one smaller gear ratio.
  • a larger transmission ratio leads to a larger opening stroke of the control valve of the brake booster 12 and thus to a stronger response of the brake booster 12.
  • FIG. 4 The course of the pressure P built up by the vehicle brake system shown in FIGS. 1 to 3 as a function of the actuation force F introduced by the driver via the brake pedal into the input member 22 is shown in FIG. 4.
  • a first curve section A the brake pressure P rises steeply with increasing actuation force F, since the counterforce to be overcome by the driver results from the hydraulic force acting on the hydraulically effective surface of the actuating piston 26 and the
  • Spring force of the first coil spring 52 is composed (phase 2).
  • the point B in the customer curve represents the production of the mechanical coupling between the actuating piston 26 and the first sleeve 40, so that the hydraulic component of the counterforce to be overcome in a second curve section C through the hydraulically active surfaces of the actuating piston 26 and the first sleeve 40 is determined (phase 3).
  • the increase in brake pressure P with increasing actuation force F is significantly flatter than in curve section A, since the driver must also overcome the counterforce acting back on the brake pedal via the hydraulically effective surface of first sleeve 40 in order to increase brake pressure P.
  • FIGS. 5 to 9 show a second exemplary embodiment of a master brake cylinder connected to a brake booster.
  • the actuating piston 26 is not designed in one piece, but instead has a first section 26 'which can be actuated via the input member 22 by the actuating member of the vehicle brake system, and a section 26' which is separate from the first section 26 'and which this actuatable second section 26 ".
  • the second section 26" of the actuating piston 26 has an annular collar 78 which extends radially outward direct guidance of the second section 26 "in the first piston 32.
  • the ends of the first helical spring 52, which presses the support element 50 against the end face 53, which faces the input member 22 in FIGS. 5 to 9, of the projection 54 formed on the first piston 32 are supported on the support element 50 or on the second element Section 26 "of the actuating piston 26 from the existing collar.
  • a further sleeve 80 is arranged axially displaceably, complementary, step-shaped projections 82, 84 being provided on the second section 26" of the actuating piston 26 and on the further sleeve 80.
  • the first sleeve 40 is sealed off from the further sleeve 80 by means of a third O-ring seal 86, while the further sleeve 80 is sealed off from the second section 26 ′′ of the actuating piston 26 by means of a fourth O-ring seal 88 5 to 9 the right end face 90 of the further sleeve 80, like the end face 48 of the first sleeve 40 facing the input member 22, bears against the circular support element 50.
  • the input member 22 transmits the applied force F to the first section 26 ′ of the actuating piston 26, which in turn transmits the applied force F to the second section 26 ′′ of the actuating piston 26, which is separate from the first section 26 ′
  • the first and the second section 26 ', 26 "of the actuating piston 26 thereby move together against the force of the first and second coil springs 52, 60 relative to the first piston 32, to the first sleeve 40 and to the further sleeve 80 in FIG. 5 to the left.
  • the rod-shaped extension 39 of the actuating piston 26 formed on the second section 26 ′′ is immersed in the pressure chamber 36.
  • the displacement of the first and second sections 26 ′, 26 ′′ of the actuating piston 26 to the left means that the control valve of the brake power amplifier 12 releases a connection of the working chamber 18 to the ambient atmosphere and the first piston 32 begins to shift to the left and thus into the pressure chamber 36 due to the additional force generated by the brake booster 12.
  • a connection between the pressure chamber 36 and a hydraulic fluid container, not shown, is interrupted in a known manner, so that hydraulic pressure can build up in the pressure chamber 36.
  • the hydraulic pressure building up in the course of the displacement of the first and second sections 26 ′, 26 ′′ of the actuating piston 26 and of the first piston 36 to the left in the pressure chamber 36 acts both on the hydraulically effective area of the second section 26 ′′ of the actuating piston 26 and on on the hydraulically effective surfaces of the first sleeve 40 and the further sleeve 80.
  • the first sleeve 40 and the further sleeve 80 are decisive.
  • reaction force As soon as the fluid connection between the pressure chamber 36 and the hydraulic fluid container is interrupted and, as a result, hydraulic pressure builds up in the pressure chamber 36, a hydraulic reaction force (reaction force) is additionally generated which acts on the brake pedal via a hydraulically active surface of the second section 26 "of the actuating piston 26 Accordingly, the reaction force felt on the brake pedal is then composed of the hydraulic force acting on the hydraulically effective surface of the second section 26 "of the actuating piston 26 and the spring force of the first coil spring 52 (phase 2).
  • first sleeve 40 and the further sleeve 80 are initially displaced together to the right relative to the first piston 32 and to the second section 26 ′′ of the actuating piston 26 against the force of the first spring 52 (Fig.
  • the first sleeve 40 when the pressure in the pressure chamber 36 in the course of the braking operation increases further, '"device, the first sleeve 40, as explained in a master brake cylinder in connection with the illustrated in FIGS. 1 to 3 embodiment, when exceeding the first pressure value exceed Di in the pressure chamber 36 and after covering the first distance Si in abutment with the stop 58 (FIG. 8). This additionally creates a mechanical coupling between the first sleeve 40 and the second section 26 "of the actuating piston 26, so that the first sleeve 40 at a further displacement of the second section 26 "of the actuating piston 26 to the left together with the further sleeve 80 and the second section 26" of the actuating piston 26.
  • the sum of the hydraulically effective areas of the actuating piston 26, the further sleeve 80 and the first sleeve 40 is then decisive for the hydraulic portion of the reaction force felt on the brake pedal (phase 4).
  • FIG. 10 The course of the pressure P built up by the vehicle brake system shown in FIGS. 5 to 9 as a function of the actuation force F introduced by the driver via the brake pedal into the input member 22 is shown in FIG. 10.
  • the brake pressure P increases, Similar to the diagram shown in FIG. 4, the actuating force F increases steeply, since the counterforce to be overcome by the driver only results from the hydraulic force acting on the hydraulically effective surface of the second section 26 "of the actuating piston 26 and the spring force of the first coil spring 52 (phase 2).
  • Point B in the curve represents the production of the mechanical coupling between the second section 26 "of the actuating piston 26 and the sleeve 80, so that the hydraulic component of the counterforce to be overcome in a second curve section C due to the hydraulically active surfaces of the second section 26 "of the actuating element olbens 26 and the further sleeve 80 is determined (phase 3).
  • the second Kunten section C the increase in brake pressure P with increasing actuation force F is already significantly flatter than in curve section A, since the driver must also overcome the counterforce acting back on the brake pedal via the hydraulically effective surface of the further sleeve 80 in order to increase the brake pressure P.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Of Braking Force In Braking Systems (AREA)

Abstract

Ein Hauptzylinder (10) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage umfasst ein Hauptzylindergehäuse (28) mit einer darin ausgebildeten Bohrung (30), in die sich ein zur Betätigung durch ein Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage vorgesehener Betätigungskolben (26) erstreckt, der axial verschiebbar in einem hohlzylindrischen ersten Kolben (32) geführt ist, welcher zur Begrenzung einer Druckkammer (36) in der Bohrung (30) abdichtend und axial verschiebbar geführt und im Normalfall nur von einem Kraftabgabeglied (66) eines dem Hauptzylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärkers (12) betätigbar ist, und eine erste Hülse (40), die axial verschiebbar zwischen dem ersten Kolben (32) und dem Betätigungskolben (26) geführt ist. Wenn der Druck in der Druckkammer einen ersten vorbestimmten Wert (D1) überschreitet, stützt sich die erste Hülse (40) entgegen der Betätigungsrichtung an einem am Betätigungskolben (26) vorhandenen Anschlag (58) ab, während sie sich entgegen der Betätigungsrichtung an dem ersten Kolben (32) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer einen zweiten vorbestimmten Wert (D2) überschreitet.

Description

Hauptbremszylinder
Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit einem Hauptzylindergehäuse mit einer darin ausgebildeten Bohrung, in die sich ein zur Betätigung durch ein Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage vorgesehener Betätigungskolben erstreckt, der axial verschiebbar in einem hohlzylindri- schen ersten Kolben geführt ist, welcher zur Begrenzung einer Druckkammer in der Bohrung abdichtend und axial verschiebbar geführt und im Normalfall nur von einem Kraftabgabeglied eines dem Hauptzylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärkers betätigbar ist, und einer ersten Hülse, die axial verschiebbar zwischen dem ersten Kolben und dem Betätigungskolben geführt ist und die sich entgegen der Betätigungsrichtung an einem am Bet tigungskolben vorhandenen Anschlag abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet. Mit "NormalfaH" ist hier gemeint, dass der erste Kolben immer dann ausschließlich durch den dem Hauptbremszylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärker betätigt wird, wenn letzterer ordnungsgemäß funktioniert und bei einer Bremsung nicht voll ausgesteuert ist
Ein Hauptbremszylinder der genannten Art ist aus der DE 44 29 439 C2 bekannt. Bei derartigen Hauptbremszylindem findet die Rückwirkung auf ihr Eingangsglied rein hydraulisch statt, d. h. zwischen dem üblicherweise mit einem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage, zum Beispiel einem Bremspedal, verbundenen Eingangsglied und dem Hauptbremszylinder befindet sich keine gummielastische Reaktionsscheibe. Eine solche Reaktionsscheibe aus Elastomermaterial ist in vielen, derzeit eingesetzten Bremskraftverstärker/Hauptzylindereinheiten vorhanden und legt zusammen mit einer Fühlscheibe das "Einsprungverhalten" des Bremskraftverstärkers und damit die Ansprechcharakteristik der Bremsanlage fest.
Bremskrafterzeuger ohne zwischengeschaltete gummielastische Reaktionsscheibe weisen häufig den Nachteil auf, dass sie dem Fahrer des Fahrzeugs ein sehr steifes Pedalgefühl vermitteln, was dazu führt, dass die Dosierbarkeit der Fahrzeugbremse als schlecht empfunden wird und der Fahrer eine ungenügende Rückmeldung über einen stattfindenden Bremsvorgang erhält. In der DE 44 29 439 C2 ist daher vorgeschlagen worden, dass in einer Anfangsphase der Bremsung ein erster Durchmesser und später ein gegenüber dem ersten Durchmesser vergrößerter zweiter Durchmes- ser hydraulisch wirksam ist. Mittels des ersten, kleineren hydraulischen Durchmessers wird zu Beginn einer Bremsung mit relativ geringer Betätigungskraft rasch ein erhöhter Bremsdruck aufgebaut, während der anschließend zur Wirkung kommende zweite hydraulische Durchmesser dem Fahrer eine gute Rückmeldung der zwischen- zeitlich erreichten, höheren Bremsdrücke vermittelt.
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die Mehrzahl der Fahrzeugführer bei einer starken Bremsung und insbesondere bei einer Notbremsung nicht so stark auf das Bremspedal tritt, wie es zur Erreichung der maximalen Bremsleistung erforderlich wäre, und ferner nicht dazu in der Lage ist, einen hohen Bremsdruck über einen längeren Zeitraum aufrecht zu erhalten. Dadurch wird der Bremsweg des Fahrzeugs unnötig verlängert. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn der Fahrer bei einer Betätigung des Bremspedals eine hohe Gegenkraft überwinden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hauptbremszylinder mit rein hydraulischer Rückwirkung derart weiterzubilden, dass er dazu in der Lage ist, einem Fahrer bei einer starken Bremsung den erforderlichen hohen Bremsdruck zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Hauptbremszylinder gelöst, der die im .Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Zu Beginn des Bremsvorgangs, bevor sich die zwischen dem ersten Kolben und dem Betätigungskolben angeordnete erste Hülse entgegen der Betätigungsrichtung an einem am Bet tigungskolben vorhandenen Anschlag abstützt, wirkt der sich in der Druckkammer infolge der Verschiebung des ersten Kolbens aufbauende Druck nur über den Betätigungskolben auf das Betätigungsglied zurück. Die vom Fahrer am Bremspedal wahrzunehmende hydraulische Reaktionskraft hängt in dieser Phase der Bremsung also vom hydraulisch wirksamen, relativ kleinen Durchmesser des Betätigungskolbens ab, so dass der Hydraulikdruck in der Druckkammer rasch erhöht werden kann. Erst wenn der Druck in der Druckkammer einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, stützt sich die erste Hülse entgegen der Betätigungsrichtung am Betätigungskolben ab, wodurch eine mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse und dem Betätigungskolben entsteht. Nachdem die mechanische Kopplung zwischen dem Betätigungskolben und der ersten Hülse erfolgt ist, verschiebt sich die erste Hülse gemeinsam' mit dem Betätigungskolben in dessen Betätigungsrichtung. Die nun vom Fahrer am Bremspedal verspürte hydraulische Reaktionskraft setzt sich daher in dieser Phase des Bremsvorgangs im wesentlichen aus der Summe der auf die hydraulische Wirkfläche des Betätigungskolbens wirkenden Kraft und der auf die hydraulische Wirkfläche der ersten Hülse wirkenden Kraft zusammen. Der Fahrer erhält somit eine stärkere Rückmeldung über den tatsächlich in der Druckkammer vorherrschenden Druck. Wenn der Druck in der Druckkammer einen zweiten vorbestimmten Wert überschrei- tet, stützt sich die erste Hülse entgegen der Betätigungsrichtung an dem ersten Kolben ab. Durch die so entstehende mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse und dem ersten Kolben wird die auf die erste Hülse wirkende hydraulische Rückwirkkraft über den ersten Kolben in den Bremskraftverstärker abgeleitet, so dass der Fahrer diesen Anteil der hydraulischen Rückwirkkraft nicht mehr wahrnimmt. Für die vom Fahrer am Bremspedal verspürte hydraulische Reaktionskraft ist in dieser Phase des Bremsvorgangs somit wiederum die hydraulische Wirkfläche des Betätigungskolbens maßgeblich, wodurch es dem Fahrer wie zu Beginn der Bremsung einfacher gemacht wird, den Bremsdruck rasch zu erhöhen oder zu halten. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird sichergestellt, dass ein Fahrzeugführer bei einer starken Bremsung und insbesondere bei einer Notbremsung den hohen Bremsdruck bereitstellen kann, der erforderlich ist, um das Fahrzeug mit einem kurzen Bremsweg zum Stillstand zu bringen.
Die erste Hülse kann federnd in Betätigungsrichtung vorgespannt sein und sich nach Überwindung einer ersten vorbestimmten Strecke entgegen der federnden Vorspannung in Betätigungsgegenrichtung an dem Anschlag des Betätigungskolbens abstützen, wenn der Druck in der Druckkammer den ersten vorbestimmten Wert überschreitet. Bei dieser Anordnung verschiebt sich die erste Hülse infolge des Drucks in der Druckkammer gegen die auf sie wirkende federnde Vorspannung relativ zum Betätigungskolben, bis sie die erste vorbestimmte Strecke überwunden hat und sich an dem am Betätigungskolben vorhandenen Anschlag abstützt. Die federnde Vorspannung der ersten Hülse legt dann den ersten vorbestimmten Wert des Drucks in der Druckkammer fest, ab dem die erste Hülse die erste vorbestimmte Strecke überwinden und eine mechanische Kopplung mit dem Betätigungskolben herstellen kann.
Die erste Hülse stützt sich vorzugsweise nach Überwindung einer zweiten vorbestimmten Strecke entgegen der federnden Vorspannung in Betätigungsgegenrichtung an dem ersten Kolben ab, wenn der Druck in der Druckkammer den zweiten vorbe- stimmten Wert überschreitet. Bei dieser Anordnung wird die mechanische Kopplung der ersten Hülse mit dem Betätigungskolben infolge des weiter ansteigenden Drucks in der Druckkammer gelöst und die erste Hülse verschiebt sich um die zweite vorbe- stimmte Strecke relativ zum Betätigungskolben bis sie sich in Betätigungsgegenrichtung am ersten Kolben abstützt.
Gemäß einer Ausführungsform liegt eine dem Betätigungsglied der Fahrzeugbrems- anläge zugewandte Stirnfläche der ersten Hülse an einem federnd in Betätigungsrichtung vorgespannten und axial verschiebbar auf dem Betätigungskolben geführten Stützelement an. Die federnde Vorspannung des Stützelements kann beispielsweise mittels einer ersten Schraubenfeder erzeugt werden, deren Enden sich an dem Stützelement bzw. am Betätigungskolben abstützen. Wenn der Druck in der Druck- kammer den ersten vorbestimmten Wert überschreitet, verschiebt sich die erste Hülse gemeinsam mit dem Stützelement gegen die federnde Vorspannung des Stützelements in einer der Betätigungsrichtung entgegengesetzten Richtung relativ zum Betätigungskolben. Alternativ dazu kann die erste Hülse auf ihrer dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandten Seite auch einen radial nach außen ragenden Flansch aufweisen, der z.B. mit der Hülse verrastet sein kann. Die Enden der ersten Schraubenfeder können sich dann an dem radial nach außen ragenden Flansch der ersten Hülse bzw. am Betätigungskolben abstützen.
Vorzugsweise stützt sich das Stützelement in einer zu Beginn einer Bremsung vorlie- genden Ruhestellung des Hauptzylinders in Betätigungsrichtung an einer dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandten Stirnfläche eines radial nach innen ragenden Vorsprungs des ersten Kolbens ab. Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist die Ruhestellung der ersten Hülse auf konstruktiv einfache Weise festgelegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptzylinders stützt sich das Stützelement in Betätigungsgegenrichtung an dem am Betätigungskolben vorhandenen Anschlag ab, wenn der Druck in der Druckkammer den ersten vorbestimmten Wert überschreitet. Durch das Zusammenwirken des Stützelements und des Anschlags entsteht die mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse und dem Betätigungskolben, die bewirkt, dass die erste Hülse gemeinsam mit dem Betätigungskolben in dessen Betätigungsrichtung verschoben wird. Die erste vorbestimmte Strecke ist dann durch einen Abstand zwischen dem Stützelement und dem Anschlag in einer zu Beginn einer Bremsung vorliegenden Ruhestellung des Hauptzy- liπders definiert. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Anschlag axial verschiebbar auf dem Betätigungskolben geführt und von einer federnd in Betätigungsrichtung wirkenden Vorspannung gegen einen an dem Betätigungskolben ausgebildeten Vorsprung gedrängt. Die federnde Vorspannung des Anschlags kann beispielsweise mittels einer zweiten Schraubenfeder erzeugt werden, deren Enden sich an dem Anschlag bzw. am Betätigungskolben abstützen. Bei dieser Anordnung kann sich die erste Hülse infolge des weiter ansteigenden Drucks in der Druckkammer gemeinsam mit dem Anschlag gegen die federnde Vorspannung der ersten Hülse und des Anschlags relativ zum Betätigungskolben verschieben, bis die erste Hülse die zweite vorbestimmte Strecke überwunden hat und sich an dem ersten Kolben abstützt. Die Summe der federnden Vorspannungen der ersten Hülse und des Anschlags bestimmt dann den zweiten vorbestimmten Wert des Drucks in der Druckkammer, ab dem die erste Hülse die zweite vorbestimmte Strecke überwinden und eine mechanische Kopplung mit dem ersten Kolben herstellen kann.
Vorzugsweise weist die erste Hülse an ihrem von dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage abgewandten Ende einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch auf, der sich in Betätigungsgegenrichtung an dem ersten Kolben abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer den zweiten vorbestimmten Wert überschreitet. Durch das Zusammenwirken des Flansches der ersten Hülse mit dem ersten Kolben entsteht die mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse und dem ersten Kolben, die bewirkt, dass die auf die erste Hülse wirkende Rückwirkkraft in den ersten Kolben und von diesem in das Kraftabgabeglied des Bremskraftverstärkers eingeleitet wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptzylinders stützt sich der Flansch der ersten Hülse an einer von dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage abgewandten Stirnfläche eines radial nach innen ragenden Vorsprungs des ersten Kolbens ab, wenn der Druck in der Druckkammer den zweiten vorbestimmten Wert überschreitet. Die zweite vorbestimmte Strecke ist dann durch einen Abstand zwischen dem Flansch der ersten Hülse und dem Vorsprung des ersten Kolbens zu dem Zeitpunkt eines Bremsvorgangs definiert, zu dem die erste Hülse die erste vorbestimmte Strecke überwunden hat und mechanisch mit dem Betätigungskolben gekoppelt ist.
Bei einer konstruktiv vorteilhaft gestalteten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist der radial nach innen ragende Vorsprung, an dessen von dem Betätigungsglied abgewandten Stirnfläche sich der Flansch der ersten Hülse abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer den zweiten vorbestimmten Wert überschreitet, derselbe Vorsprung, an dessen dem Betätigungsglied zugewandten Stirnfläche sich das erste Stützelement in der Ruhestellung des Hauptzylinders abstützt.
Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist eine weitere Hülse axial verschiebbar zwischen der ersten Hülse und dem Betätigungskolben geführt und stützt sich entgegen der Betätigungsrichtung an einem am Betätigungskolben vorhandenen weiteren Anschlag ab, wenn der Druck in der Druckkammer einen dritten vorbestimmten Wert überschreitet. Der dritte vorbestimmte Wert des in der Druckkammer vorherrschenden Drucks ist dabei geringer als die ersten und zweiten, für die Funktion der ersten Hülse maßgeblichen Druckwerte. Wenn sich die weitere Hülse bei Überschreiten des dritten vorbestimmten Druckwerts in der Druckkammer am Betätigungskolben abstützt, entsteht eine mechanische Kopplung zwischen der weiteren Hülse und dem Betätigungskolben, so dass sich die weitere Hülse gemeinsam mit dem Betätigungskolben in dessen Betätigungsrichtung verschiebt. Für die vom Fahrer am Bremspedal verspürte hydraulische Reaktionskraft ist dann die auf die hydraulischen Wirkflächen des Betätigungskolbens und der weiteren Hülse wirkende Kraft maßgeblich.
Bei einer weiteren Druckerhöhung in der ersten Druckkammer wird dann im weiteren Verlauf des Bremsvorgangs der erste vorbestimmte Druckwert überschritten, bei dem auch zwischen der ersten Hülse und dem Betätigungskolben eine mechanische Kopplung entsteht. Da sich dann die erste und die weitere Hülse gemeinsam mit dem Betätigungskolben in dessen Betätigungsrichtung verschieben, wird die vom Fahrer am Bremspedal verspürte hydraulische Reaktionskraft in dieser Phase des Bremsvorgangs von der auf die hydraulischen Wirkflächen des Betätigungskolbens, der weiteren Hülse und der ersten Hülse wirkenden Kraft bestimmt. Durch die Bereitstellung der weiteren Hülse wird eine stufenweise und damit besser dosier- und steuer- bare Erhöhung der vom Fahrer am Bremspedal verspürten Reaktionskraft ermöglicht. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass der Fahrzeugführer bei einer starken Bremsung und insbesondere bei einer Notbremsung die erforderlichen hohen Bremsdrücke aufbringen kann, da erfindungsgemäß beim Überschreiten des zweiten vorbestimmten Druckwerts in der Druckkammer eine mechanische Kopplung der ersten Hülse mit dem ersten Kolben entsteht und für die hydraulische Reaktionskraft bei hohen Bremsdrücken demnach nur noch die auf die hydraulischen Wirkflächen des Betätigungskolbens und der weiteren Hülse wirkende Kraft maßgeblich ist. Vorzugsweise ist die weitere Hülse federnd in Betätigungsrichtung vorgespannt und stützt sich nach Überwindung einer dritten vorbestimmten Strecke entgegen der federnden Vorspannung in Betätigungsgegenrichtung an dem weiteren Anschlag ab, wenn der Druck in der Druckkammer den dritten vorbestimmten Wert überschreitet. Bei dieser Anordnung verschiebt sich die weitere Hülse infolge des Drucks in der Druckkammer gegen die auf sie wirkende federnde Vorspannung relativ zum Betätigungskolben, bis sie die dritte vorbestimmte Strecke überwunden hat und sich an dem am Betätigungskolben vorhandenen weiteren Anschlag abstützt.
Bei einer besonders bevorzugten, konstruktiv einfachen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hauptzylinders weisen die weitere Hülse einen radial nach innen ragenden Vorsprung und der Betätigungskolben einen radial nach außen ragenden Vorsprung auf. Eine dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandte Stirnfläche des an der weiteren Hülse ausgebildeten Vorsprungs kann sich dann an einer vom Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage abgewandten Stirnfläche des am Betätigungskolben ausgebildeten Vorsprungs abstützen, wenn der Druck in der Druckkammer den dritten vorbestimmten Wert überschreitet. Bei dieser Ausführungsform des Hauptzylinders ist die dritte vorbestimmte Strecke durch den in der Ruhestellung des Hauptzylinders vorhandenen Abstand zwischen der dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandten Stirnfläche des an der weiteren Hülse ausgebildeten Vorsprungs und der von dem Betätigungsglied der Fahrzeug " bremsanlage abgewandten Stirnfläche des am Betätigungskolben ausgebildeten Vorsprungs definiert.
Eine dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsaniage zugewandte Stirnfläche der weiteren Hülse stützt sich vorzugsweise an dem federnd in Betätigungsrichtung vorgespannten und axial verschiebbar auf dem Betätigungskolben geführten Stützelement ab. Das Stützelement dient dann der Abstützung der ersten und der weite- ren Hülse, so dass kein zusätzliches Bauteil für die Abstützung der weiteren Hülse erforderlich ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hauptzylinders ist der Betätigungskolben zweiteilig ausgebildet und weist einen zur Betätigung durch das Betätigungsglied der Fahrzeugbremse vorgesehenen ersten Abschnitt sowie einen zur Betätigung durch den ersten Abschnitt des Betätigungskolbens vorgesehenen zweiten Abschnitt auf. Vorzugsweise ist dann die weitere Hülse axial verschieb- bar zwischen der ersten Hülse und dem zweiten Abschnitt des Betätigungskolbens und das federnd in Betätigungsrichtung vorgespannte Stützelement axial verschiebbar auf dem zweiten Abschnitt des Betätigungskolbens geführt.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt des relevanten Bereichs einer ersten Ausführungsform eines mit einem Bremskraftverstärker verbundenen erfindungsgemäßen Hauptbremszylinders in einer Ruhestellung,
Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1 in einer ersten Betätigungsstellung,
Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 1 in einer zweiten Betätigungsstellung,
Fig. 4 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer aufgebrachten
Eingangskraft und dem dadurch erzielten Bremsdruck in den verschiedenen Betätigungsstellungen des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Hauptbremszylinders wiedergibt,
Fig. 5 einen Längsschnitt des relevanten Bereichs einer zweiten Ausführungsform eines mit einem Bremskraftverstärker verbundenen erfindungsgemäßeh Hauptbremszylinders in einer Ruhestellung,
Fig. 6 eine Ansicht gemäß Fig. 5 in einer ersten Betätigungsstellung,
Fig. 7 eine Ansicht gemäß Fig. 5 in einer zweiten Betätigungsstellung,
Fig. 8 eine Ansicht gemäß Fig. 5 in einer dritten Betätigungsstellung,
Fig. 9 eine Ansicht gemäß Fig. 5 in einer vierten Betätigungsstellung, und
Fig. 10 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer aufgebrachten
Eingangskraft und dem dadurch erzielten Bremsdruck in den verschiedenen Betätigungsstellungen des in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Hauptbremszylinders wiedergibt. In Fig. 1 ist der im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung interessierende Bereich eines ersten Ausführungsbeispiels eines Hauptzylinders 10 für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage in seiner Ruhestellung dargestellt. Dem Hauptzylinder 10 ist funktionell ein Unterdruckbremskraftverstärker 12 allgemein bekannter und deshalb hier nicht detailliert erläuterter Bauart vorgeschaltet.
Der Bremskraftverstärker 12 hat ein Gehäuse, in dessen Innenraum eine bewegliche Wand 14 eine Unterdruckkammer 16 von einer Arbeitskammer 18 trennt. Die Unterdruckkammer 16 steht im Betrieb des Bremskraftverstärkers 12 ständig mit einer Unterdruckquelle in Verbindung, beispielsweise mit dem Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors oder mit einer Unterdruckpumpe. Ein nicht weiter veranschaulichtes Steuerventil ist dazu vorgesehen, wahlweise eine Verbindung der Arbeitskammer 18 mit der Unterdruckkammer 16 herzustellen, damit auch die Arbeitskammer 18 evakuiert wird, oder eine Verbindung zwischen der evakuierten Arbeitskammer 18 und der Umgebungsatmosphäre, d.h. dem Umgebungsdruck herzustellen, um durch den dann an der beweglichen Wand entstehenden Differenzdruck eine Unterstützungskraft bereitzustellen.
Der Hauptzylinder 10 und der Bremskraftverstärker 12 werden mittels eines in ein Gehäuse 20 des Steuerventils ragenden stangenförmigen Eingangsgliedes 22 betätigt. Das Eingangsglied 22 ist mit seinem kugelig ausgeführten Ende 24 in einem Betätigungskolben 26 befestigt. An seinem anderen Ende ist das Eingangsglied 22 " mit einem nicht gezeigten Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage verbunden, beispielsweise mit einem Bremspedal, über das eine Axialkraft auf das Eingangsglied 22 ausgeübt werden kann, die in den Fig. 1 bis 9 mit einem Pfeil F angedeutet ist.
Der dem Bremskraftverstärker 12 funktionell nachgeschaltete Hauptzylinder 10 hat ein Gehäuse 28 mit einer Bohrung 30, in der ein hohlzylindrischer erster Kolben 32 axial verschiebbar geführt und mittels einer ersten Dichtung 34 abgedichtet ist. Der erste Kolben 32 wirkt auf eine Druckkammer 36, die auch als Primärdruckkammer bezeichnet wird und die in der Bohrung 30 des Hauptzylindergehäuses 28 axial zwischen dem ersten Kolben 32 und einem nicht dargestellten, schwimmend in der Bohrung 30 angeordneten weiteren Kolben begrenzt ist Im eingebauten Zustand des Hauptzylinders 10 ist die Druckkammer 36 mit einem ersten Bremskreis der Fahr- zeugbremsanlage verbunden, während eine nicht dargestellte, auch als Sekundärdruckkammer bezeichnete weitere Druckkammer, auf die der weitere Kolben wirkt, mit einem zweiten Bremskreis der Fahrzeugbremsanlage in Verbindung steht. Der Betätigungskolben 26 durchsetzt den ersten Kolben 32 und ist mittels eines sich radial nach außen erstreckenden Ringbundes 38 axial verschiebbar in dem ersten Kolben 32 geführt. An seinem von dem Eingangsglied 22 abgewandten, in den Fig. 1 bis 3 linken Ende weist der Betätigungskolben 26 einen in die Druckkammer 36 ragenden stabförmigen Fortsatz 39 verringerten Durchmessers auf. Auf diesem stabförmigen Fortsatz 39 des Betätigungskolbens 26 ist eine hohlzylindrische erste Hülse 40 axial verschiebbar angeordnet, die an ihrem von dem Eingangsglied 22 abgewandten, in den Fig. 1 bis 3 linken Ende einen radial nach außen ragenden Flansch 42 aufweist. Die erste Hülse 40 ist mittels einer ersten O-Ringdichtung 44 gegenüber dem Betätigungskolben 26 und mittels einer zweiten O-Ringdichtung 46 gegenüber dem ersten Kolben 32 abgedichtet. Eine dem Eingangsglied 22 zugewandte, in den Fig. 1 bis 3 rechte Stirnfläche 48 der ersten Hülse 40 liegt an einem kreisringförmigen Stützelement 50 an, das von dem Betätigungskolben 26 durchsetzt und axial verschiebbar auf diesem geführt ist. Das Stützelement 50 wird von einer ersten Schraubenfeder 52, deren Enden sich an dem Stützelement 50 bzw. am
Ringbund 38 des Betätigungskolbens 26 abstützen, gegen eine dem Eingangsglied 22 zugewandte, in den Fig. 1 bis 3 rechte Stirnfläche 53 eines am ersten Kolben 32 ausgebildeten Vorsprungs 54 gedrückt, der radial nach innen in eine in dem ersten Kolben 32 ausgebildete Zentralbohrung 56 ragt.
Auf dem Betätigungskolben 26 ist ferner ein kreisringförmiger Anschlag 58 angeordnet, der von einer zweiten Schraubenfeder 60, deren Enden sich an dem Anschlag 58 bzw. einem ersten, am Ringbund 38 des Betätigungskolben 26 ausgebildeten stufenförmigen Vorsprung 62 abstützen, gegen einen zweiten, am Betätigungskolben 26 ausgebildeten stufenförmigen Vorsprung 64 gedrückt wird. Der Anschlag 58 ist axial auf dem Betätigungskolben 26 verschiebbar geführt.
Im folgenden wird die Funktion des ersten Ausführungsbeispiels eines Hauptbremszylinders 10 anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Wenn durch das nicht gezeigte Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage eine Kraft F auf das Eingangsglied 22 aufgebracht wird, überträgt das Eingangsglied 22 diese Kraft auf den Betätigungskolben 26, wodurch sich dieser gegen die Kraft der ersten und zweiten Schraubenfedern 52, 60 relativ zum ersten Kolben 32 und zur ersten Hülse 40 in Fig. 1 nach links verschiebt. Dabei taucht der stabförmige Fortsatz 39 des Betätigungskolbens 26 in die Druckkammer 36 ein. Gleichzeitig führt die Verschiebung des Betätigungskolbens 26 nach links dazu, dass das Steuerventil des Bremskraftverstärkers 12 eine Verbindung der Arbeitskammer 18 mit der Umgebungsatmosphäre freigibt. An der beweglichen Wand 14 entsteht daraufhin eine Druckdifferenz, die eine Verschiebung der beweglichen Wand 14 nach links bewirkt, so dass sich das über einen Membranteller 66 fest mit der beweglichen Wand 14 verbundene Steuerventilgehäuse 20 ebenfalls nach links verschiebt. Die zusätzliche, vom Bremskraftverstärker 12 erzeugte Kraft wird über eine an dem Membranteller 66 ausgebildete Kraftabgabefläche 68 auf eine gegenüberliegende Stirnfläche 70 eines an dem ersten Kolben 32 ausgebildeten, radial nach außen ragenden Flansches 72 übertragen, so dass der erste Kolben 32 beginnt, sich ebenfalls nach links und somit in die Druckkammer 36 hinein zu verschieben. Nach einem definierten Leerweg wird eine Verbindung zwischen der Druckkammer 36 und einem nicht gezeigten Hydraulikfluidbehälter in bekannter Weise unterbrochen, so dass sich in der Druckkammer 36 ein Hydraulikdruck aufbauen kann.
Der sich im Zuge der Verschiebung des Betätigungskolbens 26 und des ersten Kolbens 36 nach links in der Druckkammer 36 aufbauende Hydraulikdruck wirkt sowohl auf die hydraulisch wirksame Fläche des Betätigungskolbens 26, als auch auf die hydraulisch wirksame Fläche der ersten Hülse 40. Da die auf den ersten Kolben 32 wirkende Reaktionskraft über den Membranteller 66 und das Steuerventilgehäuse 20 in den Bremskraftverstärker 12 eingeleitet wird und daher am Bremspedal nicht spürbar ist, sind für eine Rückmeldung des sich in der Druckkammer 36 aufbauenden" Hydraulikdrucks an das Bremspedal und damit an den Fahrzeugführer die hydraulisch wirksamen Flächen des Betätigungskolbens 26 und der ersten Hülse 40 maßgeblich.
Bezüglich der vom Fahrer bei einer Betätigung der Bremse am Bremspedal verspürten Reaktionskraft lassen sich demzufolge mehrere Phasen unterscheiden. Zu Beginn der Bremsbetätigung ist die Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluidbehälter noch geöffnet, so dass die Reaktionskraft der Federkraft der ersten Schraubenfeder 52 entspricht (Phase 1). Das Ansprechverhalten des Bremssystems kann daher durch geeignete Wahl der Federsteifigkeit der ersten Feder 52 in gewünschter Weise eingestellt werden.
Sobald die Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluid- behälter unterbrochen ist und sich infolgedessen in der Druckkammer 36 ein Hydraulikdruck aufbaut, wird zusätzlich eine hydraulische Reaktionskraft (Rückwirkkraft) erzeugt, die über eine Stirnfläche des stabförmigen Fortsatzes 39 des Betätigungs- kolbens 26 auf das Bremspedal zurückwirkt Demzufolge setzt sich dann die am Bremspedal verspürte Reaktionskraft aus der auf die Stirnfläche des stabförmigen Fortsatzes 39 wirkenden Hydraulikkraft und der Federkraft der ersten Schraubenfeder 52 zusammen (Phase 2).
Wenn der Druck in der Druckkammer 36 im Verlauf des Bremsvorgangs weiter ansteigt, wird die erste Hülse 40 relativ zum ersten Kolben 32 und zum Betätigungskolben 26 gegen die Kraft der ersten Feder 52 nach rechts verschoben. Beim Überschreiten eines ersten Druckwerts Di in der Druckkammer 36 gerät das Stützelement 50 nach Überwindung einer ersten Strecke Si in Anlage an den Anschlag 58 (Fig. 2). Dadurch entsteht eine mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse 40 und dem Betätigungskolben 26, so dass die erste Hülse 40 bei einer weiteren Verschiebung des Betätigungskolbens 26 nach links gemeinsam mit dem Bet tigungskolben 26 verschoben wird. Für den hydraulischen Anteil der am Bremspedal verspürten Reaktionskraft ist dann die Summe der hydraulisch wirksamen Flächen des Betätigungskolbens 26 und der ersten Hülse 40 maßgeblich (Phase 3).
Wenn der Hydraulikdruck in der Druckkammer 36 noch weiter ansteigt, wird die erste Hülse 40 gegen die von der ersten und der zweiten Feder 52, 60 ausgeübten Kräfte wiederum relativ zum ersten Kolben 32 und zum Betätigungskolben 26 nach rechts verschoben. Beim Überschreiten eines zweiten Druckwerts D2 in der Druckkammer 36 gerät der an der ersten Hülse 40 ausgebildete Flansch 42 nach Überwindung einer zweiten Strecke S2 in Anlage an eine von dem Betätigungsglied 22 abgewandte, in den Fig. 1 bis 3 linke Stirnfläche 74 des radial nach innen ragenden Vorsprungs 54 des ersten Kolbens 32 (Fig. 3). Dadurch wird die mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse 40 und dem Betätigungskolben 26 aufgehoben und es entsteht statt dessen eine mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse 40 und dem ersten Kolben 32, so dass die erste Hülse 40 nun gemeinsam mit dem ersten Kolben 32 verschoben wird. Der hydraulische Anteil der am Bremspedal verspürten Reaktions- kraft wird dann, wie in der Phase 2, durch die hydraulisch wirksame Fläche des Betätigungskolbens 26 bestimmt (Phase 4).
Das Verhältnis, in dem ein Fahrzeugführer den Anstieg des Hydraulikdrucks in der Druckkammer 36 als Anstieg der zu überwindenden Gegenkraft am Bremspedal verspürt, wird als Übersetzungsverhältnis bezeichnet. Bei einem großen Übersetzungsverhältnis kann sich der Betätigungskolben 26 bei gleicher Betätigungskraft F relativ zum Steuerventilgehäuse 20 weiter nach links verschieben, als bei einem kleineren Übersetzungsverhältnis. Gleichzeitig führt ein größeres Übersetzungsverhältnis zu einem größeren Öffnungshub des Steuerventils des Bremskraftverstärkers 12 und damit zu einem stärkeren Ansprechen des Bremskraftverstärkers 12.
Der Verlauf des von der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Fahrzeugbremsanlage aufgebauten Drucks P in Abhängigkeit der vom Fahrer über das Bremspedal in das Eingangsglied 22 eingeleiteten Betätigungskraft F ist in Fig. 4 gezeigt. In einem ersten Kurvenabschnitt A steigt der Bremsdruck P bei zunehmender Betätigungskraft F steil an, da sich die vom Fahrer zu überwindende Gegenkraft aus der auf die hydraulisch wirksame Fläche des Betätigungskolbens 26 wirkenden Hydraulikkraft und der
Federkraft der ersten Schraubenfeder 52 zusammensetzt (Phase 2). Der Punkt B im Kun/enverlauf repräsentiert die Herstellung der mechanischen Kopplung zwischen dem Betätigungskolben 26 und der ersten Hülse 40, so dass der hydraulische Anteil der zu überwindenden Gegenkraft in einem zweiten Kurvenabschnitt C durch die hydraulisch wirksamen Flächen des Betätigungskolbens 26 und der ersten Hülse 40 bestimmt wird (Phase 3). In dem zweiten Kurvenabschnitt C ist der Anstieg des Bremsdrucks P mit zunehmender Betätigungskraft F deutlich flacher als im Kurvenab- schnitt A, da der Fahrer zur Erhöhung des Bremsdrucks P zusätzlich die über die hydraulisch wirksame Fläche der ersten Hülse 40 auf das Bremspedal zurückwirkende Gegenkraft überwinden muss. Am Punkt D des Kurveπverlaufs stützt sich die erste Hülse 40 in Betätigungsgegenrichtung am ersten Kolben 32 ab, so dass für den hydraulischen Anteil der am Bremspedal verspürten Gegenkraft somit wiederum die hydraulisch wirksame Fläche des Betätigungskolbens 26 maßgeblich ist (Phase 4). Aufgrund der verringerten Gegenkraft findet daher im Kurvenabschnitt E wieder ein steilerer Anstieg des Bremsdrucks P statt.
In den Fig. 5 bis 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines mit einem Bremskraftverstärker verbundenen Hauptbremszylinders dargestellt. Anders als bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Hauptbremszylinder ist der Betätigungskolben 26 jedoch nichteinteilig ausgebildet, sondern weist einen über das Eingangsglied 22 durch das Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage betätigbaren ersten Abschnitt 26' sowie einen getrennt von dem ersten Abschnitt 26' ausgebildeten und von diesem betätigbaren zweiten Abschnitt 26" auf. Während der erste Abschnitt 26' des Betätigungskolbens 26 mittels eines Führungselements 74 axial verschiebbar in dem hohlzylindrischen ersten Kolben 32 aufgenommen ist, weist der zweite Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 einen sich radial nach außen erstreckenden Ringbund 78 zur unmittelbaren Führung des zweiten Abschnitts 26" in dem ersten Kolben 32 auf. Die Enden der ersten Schraubenfeder 52, die das Stützelement 50 gegen die dem Eingangsglied 22 zugewandte, in den Fig. 5 bis 9 rechte Stirnfläche 53 des am ersten Kolben 32 ausgebildeten Vorsprungs 54 drückt, stützen sich an dem Stützelement 50 bzw. an dem am zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 vorhandenen Ringbund 78 ab. In ähnlicher Weise stützen sich auch die Enden der zweiten Schraubenfeder 60, die den kreisförmigen Anschlag 58 gegen den am zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 ausgebildeten stufenförmigen Vorsprung 64 drückt, an dem Anschlag 58 bzw. an dem am zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 vorhandenen Ringbund 78 ab.
Zwischen dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 und der ersten hohlzylindrischen Hülse 40 ist eine weitere Hülse 80 axial verschiebbar angeordnet, wobei am zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 sowie an der weiteren Hülse 80 jeweils komplementäre, stufenförmige Vorsprünge 82, 84 vorgesehen sind. Die erste Hülse 40 ist mittels einer dritten O-Ringdichtung 86 gegenüber der weiteren Hülse 80 abgedichtet, während die weitere Hülse 80 mittels einer vierten O- Ringdichtung 88 gegenüber dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 abgedichtet ist Eine dem Eingangsglied 22 zugewandte, in den Fig. 5 bis 9 rechte Stirnfläche 90 der weiteren Hülse 80 liegt ebenso wie die dem Eingangsglied 22 zugewandte Stirnfläche 48 der ersten Hülse 40 an dem kreisförmigen Stützeiement 50 an.
Im folgenden wird die Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels eines Hauptbremszylinders 10 anhand der Fig. 5 bis 9 näher erläutert. Bei einer Betätigung des nicht gezeigten Betätigungsglieds der Fahrzeugbremsaniage überträgt das Eingangsglied 22 die aufgebrachte Kraft F auf den ersten Abschnitt 26' des Betätigungskolben 26, der seinerseits die aufgebrachte Kraft F auf den getrennt vom ersten Abschnitt 26' ausgebildeten zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 überträgt. Der erste und der zweite Abschnitt 26', 26" des Betätigungskolbens 26 verschieben sich dadurch gemeinsam gegen die Kraft der ersten und zweiten Schraubenfedern 52, 60 relativ zum ersten Kolben 32, zur ersten Hülse 40 sowie zur weiteren Hülse 80 in der Fig. 5 nach links. Dabei taucht der am zweiten Abschnitt 26" ausgebildete stabförmi- ge Fortsatz 39 des Betätigungskolbens 26 in die Druckkammer 36 ein.
Wie bereits erläutert, führt die Verschiebung der ersten und zweiten Abschnitte 26', 26" des Betätigungskolbens 26 nach links dazu, dass das Steuerventil des Brems- kraftverstärkers 12 eine Verbindung der Arbeitskammer 18 mit der Umgebungsatmosphäre freigibt und der erste Kolben 32 durch die vom Bremskraftverstärker 12 erzeugte zusätzliche Kraft beginnt, sich ebenfalls nach links und somit in die Druckkammer 36 hinein zu verschieben. Nach einem definierten Leerweg wird eine Ver- bindung zwischen der Druckkammer 36 und einem nicht gezeigten Hydraulikfluidbehälter in bekannter Weise unterbrochen, so dass sich in der Druckkammer 36 ein Hydraulikdruck aufbauen kann.
Der sich im Zuge der Verschiebung der ersten und zweiten Abschnitte 26', 26" des Betätigungskolbens 26 und des ersten Kolbens 36 nach links in der Druckkammer 36 aufbauende Hydraulikdruck wirkt sowohl auf die hydraulisch wirksame Fläche des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26, als auch auf die hydraulisch wirksamen Flächen der ersten Hülse 40 und der weiteren Hülse 80. Für eine Rückmeldung des sich in der Druckkammer 36 aufbauenden Hydraulikdrucks an das Bremspedal und damit an den Fahrzeugführer sind daher bei dem in den Fig. 5 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Hauptbremszylinders die hydraulisch wirksamen Flächen des Betätigungskolbens 26, der ersten Hülse 40 sowie der weiteren Hülse 80 maßgeblich.
Bezüglich der vom Fahrer bei einer Betätigung der Bremse am Bremspedal verspür- ten "Reaktionskraft lassen siclrdemzufolge wiederum mehrere Phasen unterscheiden.
Wie bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Hauptbremszylinder ist zu Beginn der Bremsbetätigung die Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluidbehälter noch geöffnet, so dass die Reaktionskraft der Federkraft der ersten Schraubenfeder 52 entspricht (Phase 1).
Sobald die Fluidverbindung zwischen der Druckkammer 36 und dem Hydraulikfluidbehälter unterbrochen ist und sich infolgedessen in der Druckkammer 36 ein Hydraulikdruck aufbaut, wird zusätzlich eine hydraulische Reaktionskraft (Rückwirkkraft) erzeugt, die über eine hydraulisch wirksame Fläche des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 auf das Bremspedal zurückwirkt. Demzufolge setzt sich dann die am Bremspedal verspürte Reaktionskraft aus der auf die hydraulisch wirksame Fläche des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 wirkenden Hydraulikkraft und der Federkraft der ersten Schraubenfeder 52 zusammen (Phase 2). Wenn der Druck in der Druckkammer 36 im Verlauf des Bremsvorgangs weiter ansteigt, werden die erste Hülse 40 und die weitere Hülse 80 zunächst gemeinsam relativ zum ersten Kolben 32 und zum zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 gegen die Kraft der ersten Feder 52 nach rechts verschoben (Fig. 6). Wenn der Druck in der Druckkammer 36 einen dritten vorbestimmten Wert D0 überschreitet und die erste und die weitere Hülse 40, 80 eine dritte vorbestimmte Strecke S3 in Betätigungsgegenrichtung überwunden haben, gerät eine dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandte, in den Fig. 5 bis 9 rechte Stirnfläche 92 des an der weiteren Hülse 80 ausgebildete Vorsprungs 84 in Anlage an eine vom Betäti- gungsglied der Fahrzeugbremsanlage abgewandte, in den Fig. 5 bis 9 linke Stirnfläche 94 des komplementären, am zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 vorhandenen Vorsprungs 82 (Fig. 7). Dadurch entsteht eine mechanische Kopplung zwischen der weiteren Hülse 80 und dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26, so dass die weitere Hülse 80 bei einer weiteren Verschiebung des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 nach links gemeinsam mit dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 verschoben wird, während sich die erste Hülse 40 noch weiter gegen die Kraft der ersten Feder 52 nach rechts verschiebt. Für den hydraulischen Anteil der am Bremspedal verspürten Reaktionskraft ist dann die Summe der hydraulisch wirksamen Flächen des zweiten Abschnitts 26" des Betäti- gungskolbens 26 und der weiteren Hülse 80 maßgeblich (Phase 3).
Wenn der Druck in der Druckkammer 36 im Verlauf des Bremsvorgangs noch weiter' " ansteigt, gerät die erste Hülse 40, wie im Zusammenhang mit dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Hauptbremszylinder erläutert, beim Über- schreiten des ersten Druckwerts Di in der Druckkammer 36 und nach Überwindung der ersten Strecke Si in Anlage an den Anschlag 58 (Fig. 8). Dadurch entsteht zusätzlich eine mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse 40 und dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26, so dass die erste Hülse 40 bei einer weiteren Verschiebung des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 nach links gemeinsam mit der weiteren Hülse 80 und dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 verschoben wird. Für den hydraulischen Anteil der am Bremspedal verspürten Reaktionskraft ist dann die Summe der hydraulisch wirksamen Flächen des Betätigungskolbens 26, der weiteren Hülse 80 und der ersten Hülse 40 maßgeblich (Phase 4).
Wenn der Hydraulikdruck in der Druckkammer 36 schließlich noch weiter ansteigt, wird die erste Hülse 40, wie im Zusammenhang mit dem in den Fig. 1 bis 3 darge- stellten Ausführungsbeispiel eines Hauptbremszylinder erläutert, gegen die von der ersten und der zweiten Feder 52, 60 ausgeübten Kräfte wiederum relativ zum ersten Kolben 32 und zum zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 nach rechts verschoben. Beim Überschreiten des zweiten vorbestimmten Druckwerts D2 in der Druckkammer 36 gerät der an der ersten Hülse 40 ausgebildete Flansch 42 nach Überwindung der zweiten Strecke S2 in Anlage an die von dem Betätigungsglied 22 abgewandte, in den Fig. 5 bis 9 linke Stirnfläche 74 des radial nach innen ragenden Vorsprungs 54 des ersten Kolbens 32 (Fig. 9). Dadurch wird die mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse 40 und dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungs- kolbens 26 aufgehoben und es entsteht statt dessen eine mechanische Kopplung zwischen der ersten Hülse 40 und dem ersten Kolben 32, so dass die erste Hülse 40 nun gemeinsam mit dem ersten Kolben 32 verschoben wird. Der hydraulische Anteil der am Bremspedal verspürten Reaktionskraft wird dann, wie in der Phase 3, durch die hydraulisch wirksame Flächen des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 und der weiteren Hülse 80 bestimmt (Phase 5).
Der Verlauf des von der in den Fig. 5 bis 9 gezeigten Fahrzeugbremsanlage aufgebauten Drucks P in Abhängigkeit der vom Fahrer über das Bremspedal in das Eingangsglied 22 eingeleiteten Betätigungskraft F ist in Fig. 10 gezeigt In einem ersten Kuπ/enabschnitt A steigt der Bremsdruck P, ähnlich wie in dem in der Fig.4 gezeigten Diagramm bei zunehmender Betätigungskraft F steil an, da sich die vom Fahrer zu überwindende Gegenkraft lediglich aus der auf die hydraulisch wirksame Fläche des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 wirkenden Hydraulikkraft und der Federkraft der ersten Schraubenfeder 52 zusammensetzt (Phase 2). Der Punkt B im Kuπ/enverlauf repräsentiert die Herstellung der mechanischen Kopplung zwischen dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 und der Hülse 80, so dass der hydraulische Anteil der zu überwindenden Gegenkraft in einem zweiten Kurvenab- schnitt C durch die hydraulisch wirksamen Flächen des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 und der weiteren Hülse 80 bestimmt wird (Phase 3). In dem zweiten Kuntenabschnitt C ist der Anstieg des Bremsdrucks P mit zunehmender Betätigungskraft F bereits deutlich flacher als im Kurvenabschnitt A, da der Fahrer zur Erhöhung des Bremsdrucks P zusätzlich die über die hydraulisch wirksame Fläche der weiteren Hülse 80 auf das Bremspedal zurückwirkende Gegenkraft überwinden muss.
Im Punkt D wird die mechanische Kopplung zwischen dem zweiten Abschnitt 26" des Betätigungskolbens 26 und der ersten Hülse 40 hergestellt, so dass sich der hydrauli- sche Anteil der zu überwindenden Gegenkraft in einem dritten Kurvenabschnitt E aus den auf die hydraulisch wirksamen Flächen des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26, der weiteren Hülse 80 und der ersten Hülse 40 wirkenden Kräften zusammensetzt (Phase 4). Infolge dieser nochmalig erhöhten auf das Bremspedal zurückwirkende Gegenkraft ist der Anstieg des Bremsdrucks P mit zunehmender Betätigungskraft F im dritten Kurvenabschnitt E noch flacher als im zweiten Kurvenabschnitt C. Im Punkt G des Kurvenverlaufs stützt sich die erste Hülse 40 schließlich in Betätigungsgegenrichtung am ersten Kolben 32 ab, so dass in einem vierten Kurvenabschnitt H für den hydraulischen Anteil der am Bremspedal verspürten Gegenkraft nur noch die hydraulisch wirksamen Flächen des zweiten Abschnitts 26" des Betätigungskolbens 26 und der weiteren Hülse 80 maßgeblich sind (Phase 5). Der Anstieg des Bremsdrucks P mit zunehmender Betätigungskraft F im vierten Kurvenabschnitt H entspricht demzufolge dem Anstieg im zweiten Kurvenabschnitt C.
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Claims

Patentansprüche
1. Hauptzylinder (10) für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit
- einem Hauptzylindergehäuse (28) mit einer darin ausgebildeten Bohrung (30), in die sich ein zur Betätigung durch ein Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage vorgesehener Betätigungskolben (26) erstreckt, der axial verschiebbar in einem hohlzylindrischen ersten Kolben (32) geführt ist, welcher zur Begrenzung einer Druckkammer (36) in der Bohrung (30) abdichtend und axial verschiebbar geführt und im Normalfall nur von einem Kraftabgabeglied (66) eines dem Hauptzylinder vorgeschalteten Bremskraftverstärkers (12) betätigbar ist, und
- einer ersten Hülse (40), die axial verschiebbar zwischen dem ersten Kolben (32) und dem Betätigungskolben (26) geführt ist und die sich entgegen der Betätigungsrichtung an einem am Betätigungskolben (26) vorhandenen Anschlag (58) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) einen ersten vorbestimmten Wert (Di) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Hülse (40) entgegen der Betätigungsrichtung an dem ersten Kolben (32) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) einen zweiten vorbestimmten Wert (D2) überschreitet.
2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (40) federnd in Betätigungsrichtung vorgespannt ist und sich nach Überwindung einer ersten vorbestimmten Strecke (Si) entgegen der federnden Vorspannung in Betätigungsgegenrichtung an dem Anschlag (58) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) den ersten vorbestimmten Wert (Di) überschreitet.
3. Hauptzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Hülse (40) nach Überwindung einer zweiten vorbestimmten Strecke (S2) entgegen der federnden Vorspannung in Betätigungsgegenrichtung an dem ersten Kolben (32) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) den zweiten vorbestimmten Wert (D2) überschreitet.
4. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandte Stirnfläche (48) der ersten Hülse (40) an einem federnd in Betätigungsrichtung vorgespannten und axial verschiebbar auf dem Betätigungskolben (26) geführten Stützelement (50) anliegt.
5. Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Stützelement (50) in einer zu Beginn einer Bremsung vorliegenden Ruhestellung des Hauptzylinders (10) in Betätigungsrichtung an einer dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandten Stirnfläche (53) eines radial nach innen ragenden Vorsprungs (54) des ersten Kolbens (32) abstützt.
6. Hauptzylinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Stützelement (50) in Betätigungsgegenrichtung an dem Anschlag (58) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) den ersten vorbestimmten Wert (Di) überschreitet.
7. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (58) axial verschiebbar auf dem Betätigungskolben (26) geführt ist und von einer federnd in Betätigungsrichtung wirkenden Vorspannung gegen einen an dem Betätigungskolben (26) ausgebildeten Vorsprung (64) gedrängt wird.
8. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (40) an ihrem von dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage abgewandten Ende einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch (42) aufweist, der sich in Betätigungsgegenrichtung an dem ersten Kolben (32) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) den zweiten vorbestimmten Wert (D2) überschreitet.
9. Hauptzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Flansch (42) der ersten Hülse (40) in Betätigungsgegenrichtung an einer von dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage abgewandten Stirnfläche (74) eines radial nach innen ragenden Vorsprungs (54) des ersten Kolbens (32) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) den zweiten vorbestimmten Wert (D2) überschreitet.
10. Hauptzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der radial nach innen ragende Vorsprung (54) derselbe Vorsprung (54) ist, an dem sich ein Stützelement (50) in der Ruhestellung des Hauptzylinders (10) abstützt.
11. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Hülse (80) axial verschiebbar zwischen der ersten Hülse (40) und dem Betätigungskolben (26) geführt ist und sich entgegen der Betätigungsrichtung an einem weiteren am Betätigungskolben (26) vorhandenen Anschlag (82) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) einen dritten vorbestimmten Wert (D0) überschreitet.
12. Hauptzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Hülse (80) federnd in Betätiguπgsrichtung vorgespannt ist und sich nach Überwindung einer dritten vorbestimmten Strecke (S3) entgegen der federnden Vorspannung in Betätigungsgegenrichtung an dem weiteren Anschlag (82) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) den dritten vorbestimmten Wert (D0) überschreitet.
13.- Hauptzylinder naclx Anspruch . 11 oder 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Hülse (80) einen radial nach innen ragenden Vorsprung (84) und der Betätigungskolben (26) einen radial nach außen ragenden Vorsprung (82) aufweisen und sich eine dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandte Stirnfläche (92) des an der weiteren Hülse (80) ausgebildeten Vorsprungs (84) an einer vom Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage abgewandten Stirnfläche (94) des am Betätigungskolben (26) ausgebildeten Vorsprungs (84) abstützt, wenn der Druck in der Druckkammer (36) den dritten vorbestimmten Wert (Do) überschreitet.
14. Hauptzylinder nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 11 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass sich eine dem Betätigungsglied der Fahrzeugbremsanlage zugewandte Stirnfläche (90) der weiteren Hülse (80) an dem federnd in Betätigungsrichtung vorgespannten und axial verschiebbar auf dem Betätigungskolben (26) geführten Stützelement (50) abstützt.
15. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (26) zweiteilig ausgebildet ist und einen zur Betätigung durch das Betätigungsglied der Fahrzeugbremse vorgesehenen ersten Abschnitt (26') sowie einen zur Betätigung durch den ersten Abschnitt (26') des Betätigungskolbens (26) vorgesehenen zweiten Abschnitt (26") aufweist.
16. Hauptzyliπder nach einem der Ansprüche 11 bis 14 und Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Hülse (80) axial verschiebbar zwischen der ersten Hülse (40) und dem zweiten Abschnitt (26") des Betätigungskolbens (26) geführt ist.
17. Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 4 oder 14 und einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das federnd in Betätiguπgsrichtung vorgespannte Stützelement (50) axial verschiebbar auf dem zweiten Abschnitt (26") des Betätigungskolbens (26) geführt ist.
18. Hauptzylinder/Bremskraftverstärkereinheit, gekennzeichnet durch einen Hauptzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
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