Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Betätigungseinheit mit einem Hauptzylinder, der an einer in dem Kraftfahrzeug angeordneten Wand befestigt ist.

Es ist bekannt, daß insbesondere bei Unfällen, die Verformun¬ gen des Kraftfahrzeugvorderteiles zur Folge haben, die Ge¬ fahr besteht, daß in diesem Bereich angeordnete Teile, ins¬ besondere die an der Spritzwand angeordnete Betätigungsein¬ heit der hydraulischen Bremsanlage, den Raum unmittelbar vor dem Fahrer soweit verringern, daß eine Verletzungsgefahr be¬ steht. Daher ist es beispielsweise aus der DE 43 04 565 be¬ kannt, Mittel vorzusehen, die bei einem zu Verformungen des Kraftfahrzeugsvorderteils führenden Unfall einen erhöhten Volumenbedarf der Bremsanlage simulieren und somit eine Ver¬ längerung des Betätigungsweges der Betätigungseinheit ermög¬ lichen. Dazu sind hydraulische Ventile vorgesehen, die bei einem Unfall betätigt werden müssen, um die gewünschte Wir¬ kung zu erzielen.

Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß an die Ventile relativ hohe Anforderungen gestellt werden müssen, da sie im Falle eines Unfalls einwandfrei und schnell funktionieren müssen, während sie im Normalfall - oft über Jahre hinaus - unbetätigt bleiben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeug-Betätigungseinheit vorzuschlagen, die dazu ge¬ eignet ist, mit einfachen Mitteln das Verletzungsrisiko in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs im Falle eines Unfalls zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel vorgesehen sind, die bei einem zu Verformungen des Kraft¬ fahrzeugvorderteils führenden Unfall ein Ausknicken des HauptZylinders aus seiner Längsachse heraus ermöglichen. Da ein derartiges Ausknicken weitgehend ohne Kraftübertragung auf die Wand erfolgt, werden auch dem Hauptzylinder in Rich¬ tung Fahrgastzelle vorgeschaltete Bauteile nicht bzw. nur sehr geringfügig in die Fahrgastzelle verschoben, was das Verletzungsrisiko im Fußraum minimiert. Ein derartiges Aus¬ knicken kann mittels kostengünstiger passiver Maßnahmen er¬ zielt werden.

Die Wand kann dabei die Spritzwand des Kraftfahrzeugs oder die vordere Wand eines Bremskraftverstärkers sein. Der Haupt¬ zylinder kann beispielsweise in einer hydraulischen Brems¬ anlage oder zur Kupplungsbetätigung eingesetzt sein.

Vorzugsweise ist der Hauptzylinder mittels eines zweiteili¬ gen Befestigungselements an der Wand befestigt, dessen beide Teile bei einer durch einen Unfall hervorgerufenen Kraftein¬ wirkung auf dem Hauptzylinder eine relative Kippbewegung zueinander gestatten.

Vorteilhafterweise besteht das zweiteilige Befestigungsele¬ ment aus einem am Hauptzylinder angeordneten Wulst, der ei¬ nerseits an der Wand anliegt und andererseits an einer Befestigungsplatte, die den anderen Teil des Flanschs bil¬ det. Der Wulst ist dabei fest mit dem Hauptzylinder verbun¬ den, während die Befestigungsplatte an der Wand, beispiels¬ weise mittels Schrauben, befestigt ist. Dies hat den Vor¬ teil, daß die Befestigungsplatte wie der herkömmliche Flansch eines Hauptzylinders an der Wand, insbesondere der Wand ei¬ nes hydraulischen Bremskraftverstärkers befestigt werden kann, ohne daß die Wand speziell dafür modifiziert sein muß.

Die erfindungsgemäße Betätigungseinheit läßt sich also durch geringfügige Änderungen an dem Befestigungselement des Hauptzylinders und bei Beibehaltung eines herkömmlichen Bremskraftverstärkers mit einfachen Mitteln zu einer unfall¬ sicheren Betätigungseinheit modifizieren. Natürlich ist es auch vorstellbar, die Wand des Bremskraftverstärkers teil¬ weise dünner auszuführen, wodurch das Ausknicken erleichtert und die Verschiebung des Bremskraftverstärkers in die Fahr¬ gastzelle noch geringer wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wulst im Längsschnitt des Hauptzylinders betrachtet die Form eines Kreisabschnitts aufweist, während die Befestigungsplatte in ihrem vorderen, der Wand abgewandten Bereich einen entsprechend geformten Hohlraum aufweist, an dem der Wulst anliegt, wobei der Hohl¬ raum im hinteren Bereich mit Abstand zum Wulst ausgebildet ist. Die aneinander anliegenden gekrümmten Flächen von Wulst und Befestigungsplatte bilden eine Art Drehgelenk, während der hintere Bereich ein Abknicken des Hauptzylinders in Richtung Wand ermöglicht, wobei sich die Wand nachgebend verformen kann. Der Wulst kann dabei die Form einer Kugelzo¬ ne aufweisen oder die Form eines radial vorstehenden zylin¬ drischen Rings.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, die Befestigungs¬ platte, mit der der Hauptzylinder an der Wand befestigt ist, mit verschieden stabilen Verbindungen an der Wand zu befe¬ stigen. Bei einem Unfall wird eine derartige asymmetrische Verbindung ungleichmäßig belastet und knickt daher leichter aus. Dabei kann die Asymmetrie dadurch erzeugt werden, daß die Befestigungsplatte an zwei Stellen festgeschraubt ist, wobei eine der Schrauben stärker, die andere schwächer ausge¬ bildet ist. Es ist aber auch möglich, die Schrauben un¬ gleichmäßig über den Umfang zu verteilen. Es versteht sich

von selbst, daß außer Schrauben auch andere geeignete Verbin¬ dungsmöglichkeiten eingeschlossen sind.

Im allgemeinen gibt es eine bevorzugte Knickachse, um die der Hauptzylinder bei einem Unfall beim Ausknicken verkippen soll. Eine derartige bevorzugte Knickachse kann beispiels¬ weise durch die vorgegebene Geometrie bzw. die Anordnung der Aggregate im Motorraum des Fahrzeugs vorgegeben sein. Dabei ist vorgesehen, unterhalb dieser bevorzugten Knickachse eine lösbare Verbindung der Befestigungsplatte an der Wand vor¬ zusehen, die sich bereits bei geringer Krafteinwirkung löst und somit ein Verkippen des Hauptzylinders um die Knickachse ermöglicht. Im allgemeinen wird bevorzugt, daß der Hauptzy¬ linder nach oben ausknickt, da Hauptzylinder meist bereits geringfügig nach oben geneigt angeordnet sind und somit bei einem Frontalaufprall ohnehin dazu neigen, nach oben ausge¬ knickt zu werden. Es ist hier aber auch ein seitliches Aus¬ knicken, beispielsweise um einen oberhalb des Hauptzylinders angeordneten Behälter nicht zu zerstören, oder ein Ausknicken nach unten möglich, wobei die lösbare Verbindung entspre¬ chend seitlich bzw. oberhalb der Knickachse anzuordnen ist.

Die lösbare Verbindung kann beispielsweise eine Rast- oder Klemmverbindung sein, vorzugsweise wird aber eine Schraube mit einer Sollbruchstelle verwendet, da diese relativ genau auf eine gewünschte Sollbelastbarkeit ausgelegt werden kann.

Ist der Hauptzylinder waagerecht oder nur mit einer geringen Neigung im Fahrzeug angeordnet, so wird er erfindungsgemäß mit einer oder mehreren Kraftaufnahmekonturen versehen, an die bei einem Unfall in Richtung auf den Hauptzylinder ver¬ schobene Bauteile anschlagen können und wobei durch die Form der Kontur das gewünschte Abknicken des Hauptzylinders un¬ terstützt wird.

Vorteilhafterweise ist dazu eine schräge Aufprallfläche vor¬ gesehen, wobei die Aufprallkraft durch die schräge Fläche als Drehmoment wirkt, das den Hauptzylinder aus seiner Längsachse verkippt. Die Aufprallfläche ist vorzugsweise am vorderen Ende des Hauptzylinders ausgebildet, insbesondere kann die vordere, üblicherweise senkrecht auf der Achse des Haupt¬ zylinders stehende Endfläche bezüglich der bevorzugten Knick¬ achse verkippt sein. Es ist aber auch möglich, entsprechend schräge Flächen an anderen Stellen des HauptZylinders, bei¬ spielsweise seitlich, anzubringen.

Die erfindungsgemäße Aufprallfläche kann eben oder gekrümmt sein, wobei die Krümmung beispielsweise zylindrisch oder kalottenförmig ausgebildet sein kann. Die Krümmung verhin¬ dert ein Beschädigen von an der Aufprallfläche anschlagenden Bauteilen, beispielsweise einer Batterie, während eine ebene Fläche eine günstige Kraftübertragung ermöglicht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen hervor. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Betätigungseinheit im Normalzustand,

Fig. 2 die Kraftfahrzeug-Betätigungseinheit aus Fig. 1 wäh¬ rend eines Unfalls,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Betätigungseinheit im Normalzustand,

Fig. 4 in geschnittener Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zylinderkolbens mit einer Sollbruchstelle und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 3, in der Ansicht von rechts in Richtung der Längsachse L.

In Fig. 1 erkennt man den nur teilweise und schematisch dar¬ gestellten Hauptzylinder 1, der mit einem umlaufenden Wulst 2 an einer Wand 3 anliegt. Durch eine Öffnung 4 der Wand 3 ragt eine Betätigungsstange 5 zur Betätigung des Hauptzylin¬ ders 1. Der Durchmesser der Öffnung 4 ist so bemessen, daß der an dem Wulst 2 anliegende Ringbereich 6 der Wand 3 zwar ausreichend stabil aber dennoch im Falle eines Unfalls rela¬ tiv leicht verformbar ist. Dies ist zu Fig. 2 näher erläu¬ tert. Der über den Hauptzylinder 1 herausstehende Teil 7 des Wulst 2 weist in der in der Zeichenebene liegenden Pro¬ jektion die Form eines Kreisabschnitts auf. In der unteren Hälfte der Fig. 1 ist der Wulst 2 als Kugelzone 7' ausgebil¬ det, wobei der gedachte weitere Verlauf der Kugel punktiert angedeutet ist. Es versteht sich, daß es sich hierbei um zwei alternative Ausgestaltungsformen handelt.

Die ßefestigungsplatte 8 ist mittels zweier Schrauben 9 an der Wand 3 befestigt und weist im vorderen, in der Abbildung linken Bereich eine gekrümmte Anlagefläche 10 auf, mittels der. sie am Wulst 2 anliegt und die in eine zylindrische, vom Wulst 2 beabstandete Fläche 11 übergeht, wie in der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellt.

Die in der unteren Hälfte der Fig. 1 abgebildete Anlagefläche 10' liegt entsprechend an der Kugelzone 7' an und geht in einen kegelstumpfförmigen Bereich 11' über.

Wirkt bei einem Unfall eine Kraft in Richtung der Längsachse L des Hauptzylinders 1 auf diesen ein, so verformt der Wulst 2 den gesamten Ringbereich 6 und verschiebt sich nach rechts, ohne dabei eine größere Kraft auf die Wand 3 zu über

tragen. Eine derartige genau in Richtung der Achse L liegen¬ de Krafteinwirkung ist in der Realität extrem unwahrschein¬ lich. Im allgemeinen wird eine etwas schräg dazu einwirkende Kraft auftreten, zumal Hauptzylinder im allgemeinen bereits zumindest geringfügig nach oben geneigt im Fahrzeug angeord¬ net sind.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie eine schräg zur Längsachse L einwirkenden Kraft F den Hauptzylinder 1 verkippt. Die Kraft F wirkt von unten, wodurch ein Drehmoment auf den Hauptzy¬ linder 1 ausgeübt wird. Die Anlagefläche 10 der Befestigungs¬ platte 8 und die Oberfläche des Teils 7 bilden eine Art Ku¬ gelgelenk, um das der Hauptzylinder 1 kippen kann, während im oberen Bereich der Fig. 2 der Ringbereich 6 durch die Hebel¬ wirkung des Wulsts 2 nachgibt und ein Ausknicken des Haupt¬ zylinders 1 ermöglicht. Der Hauptzylinder 1 verkippt somit nach oben, was eine Verkürzung der axialen Ausdehnung der Betätigungseinheit zur Folge hat, ohne daß gleichzeitig ein entsprechend großes Eindringen in den Bereich hinter der Wand 3 erfolgt.

Damit nicht nur die Flächenpressung zwischen den Anlageflä¬ chen 10,10' und den Kugelzonen 7,7' bezüglich der Achse L des Hauptzylinders 1 verdrehhindernd wirkt, kann zusätzlich ein nicht dargestelltes Scherelement zwischen den Anlageflächen 10,10' und den Kugelzonen 7,7 angebracht werden. Eine ein¬ fache Lösung stellt beispielsweise die Ausführung des Scher¬ elementes als Scherstift dar.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs¬ gemäßen Kraftfahrzeugsbetätigungseinheit mit einem Hauptzy¬ linder 1, der an der Wand 3 eines Bremskraftverstärkers 12 befestigt ist, welcher seinerseits an der Spritzwand 13 ei¬ nes Kraftfahrzeugs befestigt ist. Der Bremskraftverstärker 12

ist teilweise geschnitten dargestellt, ebenso wie die Be¬ festigungsplatte 18, die fest mit dem Hauptzylinder 1 ver¬ bunden ist. Die Befestigungsplatte 18 ist mittels zweier Schrauben 9,19 an der Wand 3 befestigt, wobei die Schraube 19 eine Sollbruchstelle 20 aufweist. Eine schräg zur Längs¬ achse L des Hauptzylinders 1 einwirkende Kraft F bewirkt, daß die Schraube 19 an der Sollbruchstelle 20 bricht und somit ein Verkippen des Hauptzylinders 1 um die Kippachse K er¬ möglicht wird. Statt einer Sollbruchstelle 20 kann auch eine Schraube 19 mit komplett kleinerem Durchmesser bzw. eine Schraube aus einem Material geringer Festigkeit vorgesehen sein.

Zur Betätigung des HauptZylinders 1 ragt ein Schaft 21 eines im Hauptzylinder 1 geführten Kolbens aus dem rückwärtigen Bereich des HauptZylinders 1 heraus. In dem Schaft 21 greift eine Betätigungsstange 22 an. Um ein Verkippen des Hauptzy¬ linders 1 im Crashfall zu erleichtern, ist er Schaft 21 in seinem Endbereich 23 dünnwandig ausgebildet. Eine dazu al¬ ternative Ausführung^form wird im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. Der Endbereich 23 kann sich daher beim Verkip¬ pen des Hauptzylinders 1 leicht verformen, wenn er mit der Betätigungsstange 22 in Berührung kommt. Die Betätigungsstan¬ ge 22 kann zusätzlich mit einer hier nur gestrichelt angedeu¬ teten Sollbruchstelle 24 versehen sein, um das Ausknicken des HauptZylinders 1 zusätzlich zu erleichtern.

Das vordere Ende 25 des HauptZylinders 1, der hier nicht in voller Länge dargestellt ist, ist mit einer Aufprallfläche 26 versehen, die im wesentlichen schräg zur Längsachse L ange¬ ordnet ist und eine geringfügige Krümmung aufweist. Die dar¬ gestellte Aufprallfläche 20 hat die Form einer Kugelkalotte, die an einer gedachten schrägen Endfläche 27 des vorderen Endes 25 angesetzt ist.

Als erste Alternative dazu ist ebenfalls in Fig. 3 das vor¬ dere Ende 25' abgebildet, welches mit einer im wesentlichen halbkugelförmigen Aufprallfläche 26 ^' versehen ist, die in einer senkrecht auf der Längsachse L stehenden Endfläche 27 ^' angeordnet ist. Desweiteren kann das Ende 25' zusätzlich mit einem Abschnitt 32 versehen sein, der das Abknicken des Hauptzylinders 1 weiter erleichtert. In Fig. 3 ist dieser Abschnitt 32 als eine sich zum vorderen Ende 25' hin radial verjüngende Rampe 32 ausgebildet, die an einer zur Unter¬ stützung der gewünschten Knickrichtung geeigneten Stelle am Umfang des Hauptzylinders 1 angebracht ist.

Als zweite Alternative zur Gestaltung des vorderen Endes des HauptZylinders 1 ist ebenfalls in Fig. 3 ein vorderes Ende 25" abgebildet, welches mit einer Aufprallfläche 26" versehen ist. Die Aufprallfläche 26" entspricht dem Bereich eines ge¬ dachten Zylinders 30 mit dem Radius R, dessen Achse Z senk¬ recht zur Längsachse L steht, diese aber nicht notwendiger¬ weise schneidet, und der sich innerhalb einer gedachten Ver¬ längerung der Mantelfläche 31 des Hauptzylinders 1 befindet. Die gedachten Teile Zylinder 30, Mantelfläche 31 und Radius R sind in Fig. 3 gestrichelt abgebildet.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungs¬ form des erfindungsgemäßen Hauptzylinderkolbens. In dieser alternativen Ausführungsform ist der in die Betätigungsstan¬ ge 22 eingreifende Kolbenschaft 21 ^' mit zumindest einer Soll¬ bruchstelle 31 versehen. Die Sollbruchstelle 31 ist dabei bevorzugt als Nut mit einem Radius von etwa 1,5 mm ausge¬ bildet. Natürlich sind auch andere Kerbformen möglich, wobei die genaue Form der Sollbruchnut 31 einen Kompromiß zwischen der Stabilität des Kolbens und der gewünschten Nachgiebig¬ keit darstellt. Insbesondere ist es aber auch denkbar, an¬ stelle einer Nut 31 mehrere hintereinanderliegende Nuten im

Kolbenschaft 21 ^' anzubringen, wodurch die Nachgiebigkeit wei¬ ter erhöht wird. Mittels der in Fig. 4 gezeigten Sollbruch¬ stelle 31 kann der Endbereich 23' des Schaftes 21' im Ver¬ gleich zur früheren Ausführungsform dickwandiger gestaltet sein. Dies ist ein besonderer Vorteil, weil sich extrem dünnwandige Teile nur schwierig und damit kostenintensiv herstellen lassen.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht des Hauptzylinders 1 in Richtung der Achse L. Man erkennt, daß die Befestigungsplatte 18 im Unterschied zu Fig. 3 oberhalb der Kippachse K mittels zwei¬ er Schrauben 9 am nur teilweise dargestellten Bremskraftver¬ stärker 12 befestigt ist, während unterhalb der Achse K nur eine Schraube 19 vorgesehen ist, die mit aber auch ohne Sollbruchstelle ausgebildet sein kann.

Erfindungsgemäß kann der Hauptzylinder 1 also mit einem zwei¬ teiligen Flansch versehen werden, wobei ein Teil des Flan¬ sches als Befestigungsplatte 8 ausgebildet ist, die auf ei¬ nem am Hauptzylinder 1 angeformteri ^" kugelabschnittförmigen Wulst 2 geführt wird. Die Befestigungsplatte 8 verspannt den Hauptzylinder 1 gegen die Wand 3 eines Bremskraftverstärkers. Dadurch wird gewährleistet, daß der HauptZylinder 1 bei einem Unfall nach hinten ausweichen bzw. ausknicken kann, ohne eine allzu große Kraft auf die Wand 3 des Bremskraftverstär¬ kers zu übertragen.

Eine Deformation der Spritzwand 13 bei einem Frontalaufprall wird erfindungsgemäß verhindert, indem die über den Haupt¬ zylinder 1 und ggf. den Bremskraftverstärker 12 auf die Spritzwand 13 bzw. die Wand 3 ausgeübte Kraft durch eine vorgegebene Kraftaufnahmekontur am vorderen Ende 25 des Hauptzylinders abgeleitet wird, wodurch ein rechtzeitiges Abknicken des Hauptzylinders 1 eingeleitet wird. Durch eine

Sollbruchstelle 20 und eine dünnwandige Ausbildung des Schafts 21 wird dieses Abknicken passiv unterstützt.