DE3037704A1 - Hauptbremszylinder fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Hauptbremszylinder fuer kraftfahrzeugeInfo
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Of Braking Force In Braking Systems (AREA)
Description
Dipl.-Ing. R. Kinne
»λλγ,πλ/ Dipl.-Ing. P. Grupe
4 U v3 / /UH Dipl.-Ing. B. Pellmann
Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2
Tel.: 0 89-53 96
Telex: 5-24845 tipat
cable: Germaniapatent München
6. Oktober 1980 DE OV02 / case AS-281
AISIN SEIKI KABUSHIKI XAISHA
Kariya-city, Japan
Hauptbremszylinder für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich cuf einen Hauptbremszylinder
für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf pinen
Tai.deni-Hauntbremszylinder, durch-den zwei voneinander
entkoppelte Bremskreise mit entsprechenden Bremssätzen mit Fluiddruck beaufschlagt werden.
V/1(3 allgemein bekannt ist, v,-Lrd von einem Hauptbri-:iiszylinder
gefordert, daß er in der ersten Phase der Brern.sbetätigung ein relativ großes Volumen an. Bremsfluid
und in der darauffolgenden Betätigungsphase einen relativ hohen Druck zur Verfugung stellt. Bei einem
Hauptbremszylinder, welcher in Verbindung mit Scheibenbremsen zur Anwendung kommt, ist Jas relativ große
Volumen ctn Bremsfluid notwendig, um die Reibungsklötze
der Scheibenbremse in Kontakt mit der Scheibe zu bringen, während der relativ hohe Breasdruck notwendig ist,
die Reibungsklötze in ausreichendem Maß gegen'die Scheibe pressen zu können.
Zur Realisierung dieser Anforderungen an den
ix/rs 1300U/1382
Deutsche Bank (Muncnen) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804
"7BAD ORIGINAL.
3Ü37704
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Hauptbremszylinder wurde vorgeschlagen, den Zylinder
mit einer abgestuften Bohrung zu ν ersehen, in die ein
abgestufter Kolben gleitend eingepaßt wird und so zwischen seinem Abschnitt großen Durchmessers und
c seinem Abschnitt kleinen Durchmessers eine Fluidkammer
definiert, so daß die Rad-Bremszyiinder nur in der Anfangsphase der Bremsbetätigung r.it Bremsfluid versorgt
werden.
•iQ In einem herkömmlichen Tandem.-Hauptbremszylinder
steht jedoch ein Ausgleichskanal far eine Primär-Druckkammer auch mit der oben beschriebenen Fluidkammer in
Verbindung. Es ist genauer ausgedrückt sogar der Brauch, den Ausgleichskanal für die Primär-Druckkammer,
die zwischen einem Primärkolben und einem Sekundärkolben ausgebildet ist, mit der oben erwähnten Fluidkammer
zu verbinden und dadurch eine norr.ale Strömungsmittelverbindung der Fluidkammer mit einem Bremsfluid-Reservoir
zu erlauben.
Aufgrund der Öffnung des Ausrleichskanals variiert
daher der Druck in der Fluidkammer in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der das Bremspedal niedergedrückt
wird und es folgt daraus, caß der Druck des
Hauptbremszylinders in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit,
mit der das Bremspedal niedergedrückt wird, unstetig variiert.
Der Erfindung liegt deshalb aie Aufgabe zugrunde, einen Hauptbremszylinder für Kraftfahrzeuge zu schaffen,
bei dem die oben erwähnten Nachteile beseitigt sind, dessert Ausgangsdruck durch die Bremspedal-Beaufschlagungsgeschwindigkeit
nicht beeinflußt werden kann und der unabhängig davon einen stabilen Ausgangsdruck
sicherstellt. Dabei soll er in der Anfangsphase der
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Bremsbetätigung ein relativ großes Volumen an Bremsfluid
und in der darauffolgenden Eremsphase einen
relativ hohen Druck bereitstellen. Darüber hinaus soll in diesem Hauptbremszylinder dafür gesorgt sein, daß
selbst bei auftretender Expansion oder Kontraktion des Bremsfluids nach dem Loslassen der Bremse keinerlei
Restdruck im Zylinder aufrechterhaxten bleibt.
Diese Aufgabe wird durch die Lm kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Ein erfindungsgemäßer Tandem-Hauptbremszylinder besitzt
einen abgestuften Primärkolben, v/eicher eine erste Fluidkammer begrenzt, einen Sekunc'irkolben, v/elcher
eine zweite Fluidkammer definiert, die in normaler Fluidverbindung mit einem Reservoir bzw. Auffangbehälter
steht, und einen Ausgleichskanal bzw. eine Ausgleichsöffnung
für eine Primär-Druckkammer, wobei diese Ausgleichsöffnung durch den Sekundärkolben verschlossen
werden kann. Im entspannten Zustand der Bremse steht die Ausgleichsöffnung bzw. der Ausgleichskanal in
Verbindung mit der zweiten Fluidkammer, im Bremsbetrieb ist der Ausgleichskanal von dieser Kammer isoliert.
Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Hauptbremszylinder und
30
30
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Fig. 1.
1 30 0 U/1.3 82
BAD
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In den Fig. 1 und 2 ist ein i'andem-Hauptbremszylinder
10 gezeigt, der ein Zylinder-Gehäuse 11 besitzt, das in seinem Inneren mit einer B c-χ ι rung 12 großen
Durchmessers und einer Bohrung 13 kleinen Durchmessers versehen ist. Ein durch ein Bremspedal 15 betätigbarer
Primärkolben 14 ist so ausgebildet, daß ein Zylinderabschnitt
16 großen Durchmessers gleitend in die Bohrung 12 großen Durchmessers eingepaßt ind ein Zylinderabschnitt
17 kleinen Durchmessers gleitend in die Bohrung 13 kleinen Durchmessers eingepaßt ist. Auf den Zylinderabschnitt
16 großen Durchmessers und den Zylinderabschnitt 17 kleinen Durchmessers sind jeweils Dichtringe
18 bzw. 19 montiert, so daß zwischen diesen eine Fluid-
bzw. Strömungsmittelkammer 20 ausgebildet wird. Die zurückgezogene bzw. zurückgeschobene Stellung des
Prin.cirkolbens 14 wird durch einen /om Zylindergehäuse
11 getragenen Anschlag in Form einos Schnapprings 21 begrenzt.
Ein mit dem Primärkolben 14 in mechanischem Kontakt,
d. h. in Anschlag stehender oekundärkolben 22 ist gleitend in der Bohrung 13 kleiner. Durchmessers eingepaßt
und mit einem Dichtring 23 versehen, wodurch eine Primär-Druckkarnmer 24 gebildet wird. Der Sekundärkolben
^ 22 ist ferner mit einem weiteren Dichtring 25 versehen,
so daß eine Sekundär-Druckkammer 2 5 zwischen dem Dichtring 25 und einer Stirnwand 27 des Zylinder-Gehäuses 11
gebildet wird, und er trägt einen Dichtring 28, wodurch zwischen den Dichtringen 25 und 28 eine Fluidkammer 29
ausgebildet wird.
Der Primärkolben 14 ist in seinem Zylinderabschnitt 17 kleinen Durchmessers mit einem Axialloch 30
versehen, und der Dichtring 19 erlaubt aufgrund einer
Druckdifferenz zwischen den Kammern 20 und 24 einen
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Strön.ungsniittelf luß von der Fluidk.-jmner 20 über das
Loch 30 in die Primär-Druckkammer 24. Auf ähnliche Art
und Weise ist der Sekundärkolben 22 mit einem Loch 31
versehen, und der Dichtring 25 erlaubt aufgrund einer Druckdifferenz zwischen den Kammern 29 und 26 einen
Ströiuungsmittelf luß von der Fluidk^rnmer 29 über das
Locn 31 in die Sekundär-Druckkamme:· 26.
In einer axialen Ausnehmung 3.3 in einem Endabschnitt des Primärkolbens 14 ist ein Stößel 32 gleitend
montiert und befindet sich in mechanischer Anschlagstellung mit dem Sekundärkolben 22, wodurch er den maximalen
Abstand zwischen den Kolben 14 und 22 begrenzt, die normalerweise durch eine zwischen diesen Kolben eingesetzte
erste Druck-Schraubenfeder 34 in einander entgegengesetzte Richtungen gedrückt -.rerden. Eine zweite
Druck-Schraubenfeder 35, die eine kleinere Vorspannkraft
als die erste Druck-Schraubenfeder 34 besitzt, ist in der Sekundär-Druckkammer 26 angeordnet und
zwingt den Sekundärkolben 22 sich gemäß Fig. 1 nach rechts zu bewegen. Die Kolben 14 und 22 werden mittels
der Druck-Schraubenfedern 34 und 35 in ihrer dargestellten Lage gehalten.
Das Zylinder-Gehäuse 11 ist an einer ersten Öffnung
37 und an einer zweiten Öffnung 38 mit einer Auffangbehält&rschale 36 verbunder., wobei die erste
Öffnung 37 in normaler Fluidverbindung mit der Fluidkammer
20 und die zweite Öffnung 38 ja normaler Fluidverbindung
mit der Fluidkammer 29 steht. Das Zylinder-Gehäuse 11 ist ferner mit einem Ausgleichskanal bzw.
einer Ausgleichsöffnung 39 für die Sekundär-Druckkammer 26 versehen. Die Bewegung des Sekundärkolbens 22 nach
links führt mittels des Dichtrings 25 zu einer Isolie-
rung der Sekundär-Druckkammer 26 von der Ausgleichsöff-
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©AD ORIGINAL
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nun ί\ 39 .
Im Zylinder-Gehäuse ist eine Ausgleichsöffnung 40 ausgebildet, die mit dem Dichtrinf 23 zusammenwirkt.
Das Zylinder-Gehäuse 11 ist somit mit einer dritten Öffnung 41 versehen, die sich auf der gegenüberliegenden
Seite der ersten und zweiten Öffnungen 37 und 38 befindet und in die ein Verschlußscöpsel 42 eingeschraubt
ist, um einen durch eine O-Ringdichtung 44 (Fig. 2) definierten Kanal 43 auszubilden. Somit steht
die Ausgleichsöffnung 40 durch der. Kanal 43 und ein radiales Loch 45 in ständiger Verbindung mit der Primär-Druckkarnmer
24. In der dargestsllten Ruhestellung bzw. entspannten Stellung der Bremse befindet sich eine
Dichtlippe 46 des Dichtrings 23 zwischen den Öffnungen 40 und 45, so daß der Ausgleichsk&nal 40 bzw. die
Ausgleichsöffnung 40 mit der Fluidkammer 29 in Fluidverbincmng
steht. Dabei soll betont v.erden, daß der Dichtring 28 die Fluidströmung gemäß Fi^,. 1 von rechts nach
links erlaubt und im Hinblick auf aie hauptsächliche Funktion des Hauptbremszylinders woggelassen werden
kann. Die Ausgleichsöffnung 40 ist nur dann von der Fluidkammer 29 isoliert, wenn die -jichtlippe 46 nach
einer Bewegung des Sekundärkolbens 22 nach links über
*■** die Öffnung 40 hinweggeglitten ist.
In der ersten Öffnung 37 des Zylinder-Gehäuses 11 sind ein Einweg-Rückschlagventil 47, das lediglich die
Fluidströmung vom Auffangbehälter 36 zur Fluidkammer
on
erlaubt, und ein Überströmventil AQ vorgesehen, welches
zur Begrenzung des Maximaldrucks in der Fluidkammer 20 auf ein relativ niedriges Niveau dient. Das Einweg-Rückschlagyentil
47 besitzt einen ringförmigen Ventilsitz 49, der fest mit dem Zylinder-Gehäuse 11 verbunden ist,
einen beweglichen, unterhalb des Ventilsitzes 49 ange-
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] ordneten Ventilträger 50, ein aus Gummi bestehendes und
auf das r.bere Ende des Ventilträgers 50 fest aufgebrachtes Ventil 51, sowie eine Feder 52, welche den Ventilträger 50 nach oben vorspannt, um 'las Ventil 51 auf den
c ringförmigen Ventilsitz 49 aufsitzen zu lassen. Das Überströmventil 48 besitzt eine Ve'itilsitz-Grundplatte
53, die an der Bodenöffnung des Ventilträgers 50 befestigt ist, eine Kugel 54. die au:" der Ventilsitz-Grundplatte
53 getragen wird, einen Führungsstift 55,
in der sich auf der Kugel 54 abstützt und eine Feder 56,
die den Führungsstift nach unten vorspannt, urn die Kugel 54 gegen die Ventilsitz-Grundplatte zur Erzeugung
eines Ventilsitzes zu pressen. Die Bezugsnummern 57 und 58 bezeichnen Auslaßöffnungen, die mit nicht gezeigten
]5 Servo- oder Radbremszylindern in Strömungsmittelverbindung
stehen.
Wenn beim Betrieb der Bremse das Bremspedal 15 niedergedrückt wird, um den Primärkolben 14 sowie den
Sekundärkolben 22 in die Richtung nach links zu verschieben, v/erden die Ausgleichsöffnungen 40 und 39
durch die Dichtringe 23 bzw. 25 verschlossen. Der v/eitere Vorschub des Primärkolbens 14 bewirkt einen
Druckanstieg in der Fluidkammer 20 und in der Primär-Druckkammer
24. Der Druckanstieg i.i der Primär-Druckkammer
24 treibt den Sekundärkolben 22 weiter voran, so daß der Druck in der Sekundär-Druckkammer 26 angehoben
wird. Das Druck-Anstiegsverhältnis in der Fluidkammer 20 ist größer als das in der Primär-Druckkammer 24, so
daß das Fluid in der Fluidkammer 20 durch das Loch 30 und den Umfangsabschnitt des Dichtrings 19 in die
Primär-Druckkammer 24 und dann durch die Auslaßöffnung 27 zu den Rad-Bremszylindern strömen kann.
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] Wenn der Druck in der Fluidka.nrner 20 nach der
Anfangsstufe der Bremsbetätigung Gen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Kugel 54 des Überströmventils
48 gegen die Kraft der Fee or 56 nach oben
bewegt, um dem Fluid in der Fluidkammer 20 das Ausströmen in den Auffangbehälter 36 zu erlauben. Der Druckanstieg
in der Fluidkammer 20 ist d.-.an beendet. Als Folge davon kann die auf den PrimLrkolben 14 aufgebrachte
Kraft für eine weitere Anhebunjj des Drucks sowohl in der Primär-Druckkammer 24 als euch in der Sekundär-Druckkammer
26 herangezogen bzw. verwendet werden, wodurch die Brernsbetätigung bewerkstelligt wird.
Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß in der Anfangsphase bzw. in der Anfangsstufe der
Bremsbetätigung das relativ große Volumen an Bremsfluid den kad-Bremszylindem zur Verfügung steht, während
in der darauffolgenden Bremsphase der relativ hohe Druck auf die Rad-Bremszylinder einwirkt; diese Vorgänge
laufen unabhängig von der Geschwindigkeit ab, mit der Bremspedal 15 niedergedrückt v/ird.
Wenn das Bremspedal 15 entlastet wird, werden die Kolben 14 und 22 aufgrund der Einwirkung der Federn
34 und 35 in die Richtung nach recnts zurückbewegt.
Für aen Fall, daß sich in der Fluidkammer 20 ein Unterdruck ausbildet, wird das Ventil 51 des Einweg-Rückschlagventils
47 vom Ventilsitz 49 abgehoben, um eine Fluidströmung vom Auffangbehälter 36 in die Fluidkammer
20 zu erlauben. Für den Fall, daß sich in der Primär-Druckkammer 24 oder in der SekundLLr-Druckkammer 26
ein Unterdruck einstellt, kann Fluid über das Loch 30 und den Dichtring 19 in die Primär-Druckkammer
24 oder über das Loch 31 und den Dichtring 25 in die Sekundär-Druckkammer 26 strömen.
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Während die Kolben 14 und 22 ihre gezeigten Ruhestellungen einnehmen, befindet sicn die Primär-Druckkammer
24 durch das radiale Loch 45, den Kanal 43, die Ausgleichsöffnung 40 und die Fluickammer 29 in Fluidverbindung
mit dem Auffangbehälter 36. Auch die Sekundär-Druckkammer
26 steht durch die Ausgleichsöffnung 39 in Fluidverbindung mit dem Auffangbehälter 36.
Daraus folgt, daß selbst dann, wer-i sich das Bremsfluid
durch irgendeinen Zufall ausdehnt oder zusammenzieht, keinerlei Restdruck in den Primär- und Sekundär-Druckkamrnern
24 und 26 aufrechterhalten wird.
Die Erfindung schafft einen Isndem-Hauptbremszylinder
für Kraftfahrzeuge, mit einer abgesetzten Bohrung,
'5 einer.i abgestuften Primärkolben, der zwischen seinem
Abschnitt großen Durchmessers und seinem Abschnitt kleinen Durchmessers eine erste Fluidkammer begrenzt,
einen Sekundärkolben, der einerseits mit dem Primärkolben eine Primär-Druckkammer und andererseits eine
Sekundär-Druckkammer ausbildet, die mit einem Fluid-Reservoir
bzw. -Auffangbehälter in Strömungsmittelverbindung steht, und einem Ausgleicnskanal, der stets
mit dor Primär-Druckkammer verbuncen ist und im entspannten
Zustand der Bremse mit dt..· Sekundär-Druckkammer
'J eine Strömungsmittelverbindung bewirkt, die im Bremsbetrleb
unterbrochen wird. Der Aui^leichskanal steht
somit mit dem Druckanstieg in der Primär-Druckkammer in keiner direkten Abhängigkeit bz:w. Beziehung, wodurch
unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Brems-
pedal niedergedrückt wird, ein stabiler Ausgangsdruck des Hauptbremszylinder sichergestallt wird.
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-43 7
Leerseite
Claims (7)
- TlEDTKE - BüHLING - KlNNE 5^ ' "-* Patentanwälte undVertreter beim EPAΓ* D " Dipl.-Ing. H. TiedtkeV3RUPE - rELLMANN Dipl.-Chem. G. BühlingDipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe η f*j o "7 Π Q A Dipl.-Ing. B. PellmannBavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2Tel.: 089-5396Telex: 5-24845 tipatcable: Germaniapatent Münchenό. Oktober 1980 DE 0702 / case AS-281Patentansprüche' Iy Hauptbremszylinder für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durchein Zylinder-Gehäuse (11) mi- einer Bohrung (12) gr.ben Durchmessers und einer Bor -un^ (13) kleinen Dur amessers,einen abgestuften Primärkolben (14) mit einem Zyiinderabschnitt (16) großen Durchmessers, der in die Bonrung (12) großen Durchmessers gleitend eingepaßt ist unu einem Zylinderabschnitt (17) kleinen Durchmessers, der in die Bohrung (13) kleinen Durchmessers gleitend eincepaßt ist,einen gleitend in die Bohrung (13) kleinen Durchrru.ä;"\2rs eingepaßten und mit dem !--»"iniärkolben (14j ge.: :;.)pelten Sekundarkolben (22),eine erste Fluidkammer (20), die durch und ζ »vise: en den Zylinderabschnitten (16 ozw. 17) großen bzw. kl- inen Uurchmesstrs des PrimärkC-l!"J.;n;j (14) definiert wire,eine Primär-Druckkammer (24), die durch und zwiscrien dem Zylinderabschnitt (17) kleinen Durchmessers des Primärkolbens (14) und einem Ende des Sekundärkolbens (22) definiert wird,eine Sekundär-Druckkammer (26) , die durch und z\; .,chen dem Zylinder-Gehäuse (11; und dem anderen Enae1300H/1382Deutsche Bank (Münche: Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) KIo. 3939 844 ι «tscheck (München) Kto. 670-43-804- 2 - DE 0702des Üükundärkolbens (22) definiert wird,eine zweite Fluidkammer (29), die durch und zwischen den beiden Enden des Sekundärkolbens (22) definiert wird und mit einem Auffangbe.iälter (36) verbunden ist, undeine Ausgleichsöffnung bzw. einen Ausgleichskanal· (40), welcher ständig mit der Primar-Druckkammer (24) in Verbindung steht und durch den Sekundärkolben (22) gesteuert wird, wobei er während des entspannten Zustands der Bremse in Strömungsmittelverbindung mit der zv/eiten Fluidkammer (29) steht und im Bremsbetrieb durch den Sekundärkolben (22) verschlossen wird.
- 2. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinder-Gshäuse (11) eine Öffnung (41) besitzt, in die ein Verschlußstöpsel (42) montiert ist, um einen Kanal (43) auszubilden, der normalerweise mit der Ausgleichsöffnung (40) in Verbindung steht, und ein Loch (45) zur Verbindung des Kanals (43) mit der Primär-Druckkammer (24) aufweist.
- 3. Hauptbremszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Ende des Sekundärkoibens (22) ein Dichtring (23) montiert ist, der eine Dichtlippe (46) besitzt, die während des entspannten Zustands der bremse zwischen der Ausgleiche öffnung (40) und dem Loch (45) angeordnet ist und während der Bremsbetätigung die Ausgieichsöffnung (40) vcn der zweiten Fluidkammer (29) isoliert.
- 4. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderabschnitt (17) des Primärkolbens (14) ein Loch (30) aufweist, welches eine Fluidströmung von der ersten Fluidkammer (20) in die Prirnär-Druckkammer (24) erlaubt, wenn der Druck in der13ÖÖH/1382- 3 - DE 0702ersten Fluidkammer (20) den Druck in der Primär-Druckk amine r (24) übersteigt.
- 5. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem I-iuid-Reservoir (36) bzw. dem Auffangbehälter und der ersten Fluidkammer (20) ein Einweg-Rückschlagventil v47) und ein Überströmventil (48) eingegliedert sind, da 3 das Einweg-Rückschlagventil (47) nur eine Fluidströmung vom Auffangbehälter (36) in die erste Fluidkamn.er (20) erlaubt und daß das Überströmventil (48) den Maximaldruck in der ersten Fluidkammer (20) auf einen relativ niedrigen Wert festlegt.
- 6. Hauptbremszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einweg-Rückschlagventil (47) einen fest mit dem Zylinder-Gehäus;e (11) verbundenen Ventilsitz (49), einen zylindrischen Ventilträger (50), ein auf diesem Ventilträger (50) fast montiertes Ventil(51) und eine Feder (52) besitzt, die normalerweise den Ventilträger (50) veranlaßt, das Ventil (51) auf dem Ventilsitz (49) aufsitzen zu lassen, und daß das Überströmventil (48) eine am Ventilträger (50) befestigte VentLlsitz-Grundplatte (53), eine Augel (54) und eine Feder (56) besitzt, die normalerweise die Kugel (54) zwingt, auf der Ventilsitz-Grundplatte (53) aufzusitzen.
- 7. Hauptbremszylinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Ausgleichskanal (39), der ständig mit dem Auffangbehälter (3δ) in Verbindung steht und durch das andere Ende des Sekundärkolbens (22) gesteuert wird, wobei er bei entspanntem Bremsen in Strömungsmittelverbindung mit der Sekundär-Druck-kammer (26) steht.
351300U/1382BAD
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