DE2907922A1 - Hydraulischer bremsverstaerker - Google Patents
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Description
R. S 32 J
7-2.1979 He/Hm
7-2.1979 He/Hm
Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Bremsverstärker nach der Gattung des Hauptanspruehs. Ein solcher Bremsverstärker
ist durch die Hauptanmeldung P 27 53 585-9 älter vorgeschlagen.
Es ist bereits eine Vielfalt von Bremsverstärkern bekannt»
Man unterscheidet zwischen sogenannten Fremdkraft- und Hilfskraftlösungen. Bei ersterer werden Bremsventile verwendet,
welche den Druck proportional zur Pedalkraft in das Bremssystem einsteuern. Dieses Bremsventile werden
meistens in Tandem- oder Twinanordnung eingesetzt, um
den gesetzlichen Vorschriften nach echter Zweikreisigkeit Reehung zu tragen. Am meisten verbreitet sind sogenannte
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Hilfskraftverstärker, bei denen das Verstärkeraggregat mit
dem Hauptbremszylinder in Tandemanordnung zusammengeschaltet ist.
Verbreitet sind pneumatische Verstärker. In letzter Zeit werden jedoch zunehmend hydraulische Verstärker eingesetzt.
Darüber hinaus sind in letzter Zeit Verstärker in der Entwicklung, die den speziellen Anforderungen von Blockierschutzeinrichtungen
Rechnung tragen und eine integrierte Lösung darstellen. Bei diesen Ausführungen werden gewisse
Punktionen des Bremskraftverstärkers für den Blockierschutz
mit benutzt, z.B. werden die Hauptbremszylinderkolben sowohl zur Druckverstärkung als auch zur Druckmodulation für den
Blockierschutz verwendet. Bei diesen Verstärkern wird zusätzlich eine Verbesserung der bisherigen nachteiligen Eigenschaften
der eingangs genannten Verstärker angestrebt. Z.B. soll keine Pedalwegverlängerung erfolgen, wenn ein
Bremskreis ausfällt. Dann soll ein sogenannter Übersetzungssprung berücksichtigt sein, der es ermöglicht, gegenüber den
konventionellen Verstärkern (Tandemlösungen) mit geringeren Pedalkräften im Fall des Ausfalls der Hilfskraft den selben
Druck zu erzeugen. Diese Forderungen incl. der Erfordernisse des Blockierschutzes haben zur Folge, daß diese Verstärkerkonzepte
im Normalfall bei funktionierender hydraulischer Energieversorgung als Fremdkraftsystem wirken und bei Ausfall
der Hilfsenergie als Hilfskraftsystem funktionieren.
Dies bedeutet, daß ein über das Steuerventil proportional zur Pedalkraft umgesteuerter Druck auf Verdrängungskolben
wirkt, die dann auf der Sekundärseite die Druckerzeugung im Bremssystem bewerkstelligen.
Diese Konzepte besitzen Umsehaltventile, deren Schaltzustande
sich auf die Funktion der hydraulischen Energieversorgung beziehen.
Nach dem Hauptpatent sind diese Ventile vom Speicherdruck gesteuert. Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin,
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daft die Ventile jeweils erst in den zweiten Schaltzustand
geschaltet werden, wenn der Speicherdruck die Minimalgrenze unterschreitet. Es besteht deshalb die Forderung, den erwähnten
hydraulischen Bremsverstärker so aufzubauen, daß möglichst wenig Teile sich normalerweise in Ruhestellung
befinden, sie sollen also nicht erst bei einer Störung der Bremsanlage wirksam werden.
Der Bremskraftverstärker mit den kennzeichnenden Merkmalen' hat gegenüber den genannten Bauarten folgende Vorteile: Die
Steuerung der hydraulischen Schalteinrichtung wird durch den vom Steuerventil eingesteuerten Druck durchgeführt.
Dadurch ist gewährleistet, daß sieh die Sehalteinrichtung bei jeder Bremsbetätigung bewegt. Dem Fahrer kann eine
Störung der Schalteinrichtung durch diese Bedingung ggf. frühzeitig angezeigt werden. Darüber hinaus können die
mit einer Blockierschutzeinrichtung kombinierten Verstärker so gestaltet werden, daß durch den Einsatz von geschalte
ten Ventilen die gesamte Verstärkeranordnung günstiger ausgeführt
werden kann. Z.B. ist denkbar, den Bremsverstärker durch parallel liegende HauptbremszylinderkoIben so zu gestalten,
daß der Hub der Kolben sich nur auf die Funktion ohne Speicherdruck (Hilfskraft) bezieht. In diesem Fall kann
bekanntlieh ein kleinerer Druck, gegeben durch die Fußkraft
des Fahrers, im Bremssystem erzeugt werden. Dagegen ist mit funktionierender Hilfskraft der erforderliche Druck wesentlich
höher, um z.B. eine maximale Äbbremsung eines starkbeladenen Fahrzeuges mit geringeren Fußkräften zu gewährleisten.
Unter Einbeziehung des vorgenannten Schaltventils könnte z.B. abhängig von Hilfskraftsignalen (Endschalter
am Hauptbremszylinderkolben) und Druckschaltern (vom Steuer-
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ventil durchgesteuert) eine zusätzliche Druckmittelzufuhr in den Sekundärkreis erfolgt, weZc/jedann zur Bremsdruckerhöhung
beiträgt. Unter Berücksichtigung dieser Pakten kann der vorgeschlagene Bremsverstärker erheblich kürzer
und damit raumund gewichtsparender konstruiert werden. Dadurch, daß bei intakter Energieversorgung ein Wegsimulator
die Pedalwegcharakteristik bestimmt und daß der Bremsverstärker mit ralativ geringen Pedalwegen auskommt,
kann die Platzersparnis zu einer Vergrößerung des nutzbaren Fahrgastinnenraums ausgenutzt werden. Diese Vorteile treten
besonders hervor, wenn die übertragungseinrichtung zur Kupplung mit dem hydraulischen Bremskraftverstärker kombiniert
wird in der Weise, daß die Betätigungscharakteristik der
Kupplung gegebenenfalls unter Einbeziehung einer Verstärkerfunktion
auf die Bremspedalcharakteristik abgestimmt ist. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Merkmalen der Unteransprüche.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden'Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine hydraulische Schalteinrichtung, die in den Bremsverstärker integriert ist und Figur
2 eine separat angeordnete hydraulische Schalteinrichtung.
Ein hydraulischer Bremsverstärker 1 hat ein Gehäuse 2, in dem nebeneinander drei mehrfach abgesetzte Bohrungen 3, 4
und 5 für ein Steuerventil 6 und zwei Hauptzylinder 7 und vorgesehen sind. Auf dem Gehäuse 2 sitzt ein Nachfüllbehälter
9 mit drei Kammern 10, 11 und 12. Die Kammer 10 ist über einen Kanal 13 an das Steuerventil 6 angeschlossen, die Kam-
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mer 11 hat über einen Kanal l4 Verbindung mit dem Hauptzylinder
8 und die Kammer 12 ist über einen Kanal 15 mit einem Raum 16 verbundens der auf einer Seite des BremsVerstärkers 1 liegt 3
in den die Bohrungen 3 und 4 ausmünden und der durch einen Abschlußdeckel 17 nach außen abgeschlossen ist.
Der Deckel 17 trägt vier durch Druck betätigbare, nur schematisch
dargestellte Schalter l8, 18' und 19 und 19', von denen
der Schalter 18 in der Höhe des oberen Hauptzylinders 8 und
der Schalter 19 in der Höhe des Steuerventils 6 angeordnet ist« Der Schalter 18 wird durch einen Kolben 20 betätigt,
der die Endwand eines Zylinders 21 bildet, an den der Kanal 14 angeschlossen ist und in den ein Ende 22 eines Kolbens
23 des Hauptzylinders 8 abgedichtet eintauchen kann. Eine Rückholfeder 24 für den Kolben 23 ist in einer Federkammer
25 angeordnet, die über einen Auslaß 26 an einen Bremskreis II angeschlossen ist.
Der Sehalter 19 wird durch das Ende einer Kolbenstange 27 betätigt,
die mit einem Speicher-Schaltkolben 28 verbunden ist. Der Schaltkolben 28 ist gleichachsig zum Steuerventil 6 angeordnet
und unter Speicherdruek gegen die Kraft einer Feder bewegbar« Ein Speicherdruek-Arbeitszylinder hat die Bezugszahl
30. Der Kolben 28 trägt einen Stößel 31, der in eine Kammer 32 hineinragt. Diese ist einerseits an den Kanal 13,
andererseits über ein von einem Stößel 6l schließbares, federbelastetes Rückschlagventil 62 mit einem Hilfszylinder 63
im Hauptzylinder 7 verbindbar. Zum Abstützen eines Schiebers 37 des Steuerventils 6 dient eine hydraulische Schalteinrichtung
01, die ein Verriegelungsglied JOs 71 mit einer
Schrägfläche 70 an einer Kolbenstange 72 eines Schaltkolbens
73 und mit einem kugelförmigen Riegelglied 71 aufweist. Kolben 73 und Kolbenstange 72 sind axial durchbohrt, so
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dais eine Kammer 74 hinter dem Kolben 73 unter dem gleichen
Druck steht wie eine Kammer 75» in die ein Ende 36 des
Schiebers 37 eintaucht. Diese Kammer 75 steht über eine Leitung 76 unter dem vom Steuerventil 6 eingesteuerten
Bremsdruck. Sie ist also eine Druckwechsel-Kammer.
Das andere Ende des Schieber 37 ragt aus dem Gehäuse 2 heraus und trägt dort eine Gummifeder 38. Die Gummifeder 38 ist
zwischen das eine Ende eines Joches 39 und einer am Joch befestigten Membran 40 eingespannt. Mittig trägt das Joch 39
den Hilfskolben 42, der die bewegliche Wand des Hilfszylinders
53 darstellt. Nach rückwärts ist der Hilfskolben 42 gegenüber dem Gehäuse 2 durch eine Tellerfeder 42' abgestÜLZ".
Der Hilfszylinder 63 ist in einem Sekundärkolben
64 angeordnet, der gleichachsig zu einem Kolben 43 des
zweiten EauptZylinders 7 angeordnet ist. Der Kolben 43
ist gegen die Kraft einer Feder 44 im Hauptzylinder 7 bewegbar. Eine Federkammer 45 ist über einen Auslaß 46 an
einen Bremskreis I angeschlossen. Sie wird von einer Kolbenstange 47 durchdrungen, die in eine Ringdichtung 48 eintauchen
kann und deren Ende durch einen zum Raum 16 hin und zu diesem zurück Flüssigkeit durchlassenden Kopf 49 geführt
ist.
Das Joch 39 ist gegenüber dem Gehäuse 2 durch eine Feder-41
abgestützt. Das andere Ende des Joches 39 steht einem Stangenansatz
50 des Hauptzylinderkolbens 23 mit Axialspiel gegenüber.
Außerdem greift ein Bremspedal 51 etwa mittig am Joch 39 an. Hinter den Kolben 23 und 43 liegen rückwärtige
Kammern 52 und 53, die getrennt oder gemeinsam über ein Blockierschutz-Stellgied 66 mit der Druckwechselkammer 75
des Steuerventils 6 verbindbar sind.
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An der. nit der Nachfüllbehälterkammer 10 verbundenen Kanal
ist eine Saugleitung 55 angeschlossen, die sowohl zum Stellglied 65 als auch zu einer Pumpe 56 führt. Von dieser Pumpe.
nimmt eine Druckleitung 57 ihren Ausgang, die sowohl zu einem
Speicher 58 als auch über einen Zweig 59 in den Speicherdruck·=·
Arbeitszylinder 30 führt. Pumpe 56 und Speicher 58 bilden
eine Druckbeschaffungseinrichtung 56/58 des Bremsverstärkers 1. Der Druckleitungszweig 59 hat über einen Längskanal 60
Verbindung mit dem Steuerventil S.
Bein 3et;ätigen des Pedals 51 bewegen sich das Joch 39 und der
Schieber 37 nach links, bis das Steuerventil 6 umgeschaltet hat. Druckmittel von der Druckbeschaffungseinrichtung 56/58
wird in die Kammern 52 und 5J>
eingesteuert und die beiden Kolben 23 und 43 bewegen sich nach links, indem sie der
Pedalbewegung voreilen. Beide Bremskreise I und II werden
über die Auslässe 26 und 46 und über das Stellglied 66 mit Druckmittel versorgt. Es wird gebremst.
Der Schieber 37 taucht mit seinem Ende 36 in die Druckwechselkammer
75 ein. Wenn die Kammer 75 Druck hat, d.h. wenn Bremsdruck eingesteuert wird, geht ab einer Druckhöhe von etwa
bar der Kolben 73 nach links und das Verriegelungsglied verhindert ein Weiterbewegen des Steuerventils 6, indem sein
sich über die Schrägfläche 70 anhebendes Riegelglied 71 den Schieber 37 blockiert. Bei weiterer Bewegung des Pedals
wird nun die Wegfeder 38 zusammengedrückt, und der Fahrer bekommt über die Wegfeder 38 ein Geführ für die wirksame
Bremskraft. Der Schalter l8 mißt den Bremsdruck und der
Schalter 19 greift den Speicherdruck ab.
Der Schalter 19' wird durch eine Verlängerung 77 der Kolbenstange
72 betätigt und zeigt die Arbeit des Verriegelungsgliedes 7G/71 an. Der Sehalter 18' schließlich läßt eine zu große
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Bewegung des Jochs 39 erkennen, weil er durch eine Stange 78
mit diesem verbunden ist* Er ist damit Anzeier für Hilfskraftausfall.
Fällt der Speicherdruck unter einen gewissen Wert, so muß eine Verbindung des Jochs 39 mit den beiden Kolben 23 und 43
hergestellt werden, dji. das Verrxegelungsglied 70/71 für den
Schieber 37 muß außer Wirkung bleiben. Dies geschieht durch den mangelnden Bremsdruck in der Druckwechselkammer 75 und
damit in der Kammer 74. Die Folge ist, daß sich der Schieber
37 weiter in das Gehäuse 2 hineinbewegen kann.
Bei Speicherdruckausfall schließt der Stößel 6l das Ventil
62. Dann bildet die hydraulische Füllung des HilfsZylinders
63 eine inkompressible Abstützung für den Hilfskolben 42. Nach Überwindung des dargestellten Axialspiels wird dann in
den Hauptzlindern 7 und 8 eine mechanisch/hydraulische Einrichtung zum Durchsteuern geschaffen. Die Bremsen werden dann
ohne Verstärkung betätigt. Die genannte Einrichtung kann auch rein mechanisch oder rein hydraulisch sein.
Auf diese Weise sind bei vollem Bremsdruck verhältnismäßig
kleine Pedalwege möglich, und der Pedalweg ist unabhängig vom Entlüftungszustand des Bremssystems. Tritt eine Blockiergefahr
ein, so sorgt das Stellglied 66 für eine entsprechende Entlastung der Bremsleitungen, die zu den blockierverdächtigen Rädern führen.
Die Figur 2 zeigt einige Komponenten eines BremskraftVerstärkers,
der im Aufbau identisch ist, wie der in Fig. 1 gezeigte. Deshalb sind auch für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszahlen
verwendet. Darüber hinaus sind eine Reihe von Schaltventilen dargestellt, die größtenteils für die Blockierschutz-Funktion
notwendig sind. Diese Schaltventile sind die auf der Primärseite (p) liegenden Ventile ν I und ν II (3/2-Ventile).
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Auf der Sekundärseite (s) der Hauptbremszylinderkolben 23 und
43 sind die 2/2-Ventile VIa und VIb für den Bremskreis I und
die 2/2-Ventile VIIa und VIIb für den Bremskreis II eingezeichnet. Auf der Primärseite des Bremskreises II ist eine 3/2-Schaltventil
V dargestellt, das in der Ausgangsstellung (kein Druck in der Leitung Pßr) die Verbindung der Sekundärseite
des Hauptbremszylinderkolbens 43 für Bremskreis I zur
Primärseite des Hauptbremszylinderkolbens 23 für Bremskreis
II darstellt.
Bei Ausfall der Hilfsenergie entsteht im vom Steuerventil 6 beaufschlagten Primärkreis kein Steuerdruck, was zur Folge
hat, da3 die beiden Hauptbremszylinderkolben 23 und 43 in
der Wirksamkeit bzw. Druckerzeugung hintereinander geschaltet sind über das Ventil V. Ist die Hilfsenergie in Takt, so
schaltet der Bremsdruck (PBr) das Ventil ν in die zweite Stellung,
was bewirkt, daß die beiden Hauptbremszylinderkolben
getrennt sind.
Es ist zu erkennen, daß bei dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 2 das das 3/2-Wegeventil V die hydraulische Schalteinrichtung
darstellt, die durch den vom Steuerventil 6 eingesteuerten Druck betätigbar ist. '
Das zusätzlich eingezeichnete 2/2-Ventil V hat die Aufgabe
der zusätzlichen Druckmitteleinsteuerung in den Sekundärkreis für den Fall, daß der Hauptzylinderkolben 23 den Schalter
betätigt. Dieses Schaltsignal SBr wird zusätzlich logisch verknüpft in einem elektronischen Steuergerät 80 mit dem von Kolben 73 am Schalter 19l gelieferten Drucksehaltersignal SP. Die
Vorraussetzung für die Betätigung des Ventils V ist, daß das Signal SP zeitlich vor dem Signal SBr ansteht. Treffen die
Signale in umgekehrter Reihenfolge eins so ist der Bremskreis
schlecht entlüftet oder es liegt sonst eine Störung vor, z.B.
Ausfall des Kreises I oder II. Auch in diesem Fall wird das Schaltventil V kurz geschaltet, um den Bremskreis aufzu-
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füllen. In diesem Fall wird aber zusätzlich eine Warnlampe
79 als Störungsanzeige betätigt. Die Betätigung der Schaltventile kann z.B. durch entsprechende Ansteuerung von der
Elektronik über eine Reglerspule elektromagnetisch erfolgen oder über die zentrale Steuerung eines Mehrstellungsventils.
Der Bremsverstärker 1 ist derart konstruiert, daß er mit Baugröße
und Kolbenhub der Hauptzylinderkolben 23 und 43 mit Sicherheit
einen Notbetrieb aufrechterhalten kann., wenn der Speicherdruck
ausfällt. Dabei entspricht dann der Kolbenhub der Hauptzylinderkolben 23 und kj>
dem Betätigungsweg, den das Bremspedal 51 liefert.
Für die gesamte Bremsanlage wird das gleiche Druckmedium verwendet.
Es ist aber auch möglich, für die primärseitige Verstärkung ein anderes Druckmittel zu verwenden als in den Bremskreisen.
Vorzugweise werden die Ventile V1, V^1, V_ , V_, viiaJ VIIb
und V elektromagnetisch betätigt und in dem Mehrfachstellglied
60 als Zentralsteuerung in einem einzigen Gehäuse zusammengefaßt.
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Es wird ein hydraulischer Bremsverstärker (1) vorgeschlagen,
der mit einer Druckbeschaffungseinrichtung mit Pumpe (56) und Speicher (53) versehen ist. Ein dem eingesteuertem
Bremsdruck unterliegender Schaltkolben (73) kann einen Anschlag für den Schieber (37) des Steuerventils (6) ein-
und ausschalten. .
Damit diese Schaltung auch nach längerer Pause mit Sicherheit funktioniertj ist eine hydraulische Schalteinrichtung
($19 V) verwendet, die bei jeder Vollbremsung durchgeschaltet
wird.
Die Überwachung der richtigen Arbeit des BremsVerstärkers
(1) wird auf einfache Weise durch Verknüpfung entsprechen der Schaltsignale in einem elektronischen Steuergerät (80)
einer Blockierschutz-Einrichtung durchgeführt.
Der hydraulische Bremsverstärker ist für die Verwendung in
einer Pahrzeugbremsanlage bestimmt.
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Claims (1)
- R* 5 3 2.9'7.2.1979 He/HmROBERT BOSCH GMBH3 7OOO StuttgartAnsprüchel.J Hydraulischer Bremsverstärker für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einer im wesentlichen aus Pumpe und Speicher bestehenden Druckbeschaffungseinrichtung sowie mit einem dem Speicherdruck unterliegenden Speicher-Schaltkolben und nit einem Steuerventil, das sowohl eine Verbindung der Druckbeschaffungseinrichtung mit den Hauptzylindern als auch eine Verbindung der Hauptzylinder mit einer Entlastungsstelle überwacht, wobei zum Betätigen der Hauptzylinderkolben bei Druckausfall eine besondere Einrichtung"vorgesehen ist.» dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Schalteinrichtung (31, v) verwendet ist, die durch den vom Steuerventil (6) eingesteuerten Druck betätigbar ist.2. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 1*, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtürig (01) ein Verriegelungsglied (70/71) aufweist, das nach überschreiten einer gewissen Druckhöhe des eingesteuerten Druckes in den Bewegungsbereich des Steuerventils (6) bringbar ist.0300377008429'3· Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsglied (7O/71) aus einer Schrägfläche (70) an der Kolbenstange (72) des Schaltkolbens (73) und aus einem kugelförmig ausgebildeten Riegelglied (71) besteht, das auf die Schrägfläche (70) aufgesetzt ist und daß das Riegelglied (71) beim Riegelvorgang über die Schrägfläche senkrecht zur Achse des Schaltkolbens (73) bewegbar ist.4. Hydraulischer Bremsverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (Sl, v) kombiniert ist mit einer Blockierschutzeinrichtung (66, 80).5» Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (v) ein .3/2-Wege-Ventil ist, das in die Primärseite des den Bremskreis II versorgenden HauptZylinders (8) eingesetzt ist und über das diese Seite entweder mit der Sekundärseite des den Bremskreis I versorgenden Hauptzylinders (7) oder mit dessen Primärseite verbindbar ist.6. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (01, v) bei ihrer Bewegung vorzugsweise mechanisch einen elektrischen Druckschalter (19') betätigt, dessen Ansprechwert bei etwa 100 bar liegt.030037/00847. Hydraulischer Bremsverstärker nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines 2/2-Wege-Magnetventils (V ) s das vorzugsweise über ein elektronisches Steuergerät (8O)3 ein Schaltsignal bei Speicherdruckabfall und Bremsdruckabfall erhält und über das beide 3remskreise (I, II) vom Speicher (58) her nachfüllbar sind.8. Hydraulischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 7 } dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsverstärker (1) mit Baugröße und Kolbenhub der Hauptzylinderkolben (23, 43) auf Notkolbenbetrieb bei Ausfall des Speicherdruckes ausgelegt ist, wobei der Kolbenhub dem Bremspedalbetätigungsweg entspricht.9« Hydraulischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 8j, dadurch gekennzeichnet, daß für die gesamte Bremsanlage das gleiche Druckmedium verwendet ist.10« Hydraulischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche bis 85 dadurch gekennzeichnet, daß in der Bremsanlage für die Verstärkung ein anderes Druckmedium verwendet ist als in den Bremskreisen (I und II).030037/008411. Hydraulischer Bremsverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Schalteinrichtung (V) alle Schaltventile (VI, VII3 Via, VIb, VIIa3 VIIb3
Vx) mit elektromagnetischer Betätigung versehen sind und in einem Mehrfachstellglied (66), vorzugsweise in einem einzigen Gehäuse zusammengefaßt sind.030037/0084
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8141 | Disposal/no request for examination |