DE10007661B4

DE10007661B4 - Independent wheel suspension for motor vehicles

Info

Publication number: DE10007661B4
Application number: DE2000107661
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dr. Rutz
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-02-19
Filing date: 2000-02-19
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2020-02-20
Also published as: DE10007661A1

Abstract

Einzelradfederung für Kraftfahrzeuge mit zwischen Radführung und Aufbau abgestütztem hydropneumatischem Federelement, das ein über einen radseitig angelenkten Plunger beaufschlagtes und an einen Hydrospeicher angeschlossenes Arbeitsvolumen aufweist und über eine in Reihe liegende mechanische Feder aufbauseitig abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Feder (4) den unteren Federbereich und das hydropneumatische Federelement (5) den oberen Federbereich abdeckt, dass die mechanische Feder (4) eine progressive Federkennlinie aufweist, dass die durch die mechanische Feder (4) und das Federelement (5) bestimmte, gemeinsame Federkennlinie (16) einen unteren Ast (17) und einen oberen Ast (18) entsprechend ansteigenden, linearen Verlaufes sowie ein verbindendes Mittelstück (22) flach linearen Verlaufes aufweist, das den Bereich der Konstruktionslage der Federung (1) abdeckt, dass die Arbeitsbereiche (20 und 21) der mechanischen Feder (4) und des hydropneumatischen Federelementes (5) einander überschneidend einen Überdeckungsbereich (19) aufweisen und dass der Arbeitsbereich (21) des hydropneumatischen Federelementes (5) beim Einlaufen der mechanischen Feder (4) in ihrem progressiven...independent suspension for motor vehicles with between wheel guide and construction supported hydropneumatic spring element which is articulated via a wheel side Plunger loaded and connected to a hydraulic accumulator Working volume and over an in-line mechanical spring is supported on the body side, characterized in that the mechanical spring (4) the lower Spring portion and the hydropneumatic spring element (5) the upper Spring area covers that the mechanical spring (4) is a progressive Spring characteristic has that through the mechanical spring (4) and the spring element (5) certain, common spring characteristic (16) a lower branch (17) and an upper branch (18) correspondingly rising, linear course and a connecting centerpiece (22) flat linear course, which is the area of the construction situation the suspension (1) covers the working areas (20 and 21) of the mechanical spring (4) and the hydropneumatic spring element (5) overlapping each other a coverage area (19) and that the working area (21) of the hydropneumatic spring element (5) when running the mechanical spring (4) in its progressive ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Einzelradfederung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a Einzelradfederung for motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Einzelradfederungen, die mit einem hydropneumatischen Federelement arbeiten und aus der Praxis bekannt sind, sind beispielsweise auf Seiten 176–178, 4–8 in „Wie funktioniert was? Das Auto", Bibliographisches Institut AG, Mannheim 1968 beschrieben. Derartige Federelemente arbeiten in Folge der Führung des als Kolben ausgebildeten Plungers in einem Zylinder mit verhältnismäßig hoher Reibung, verhärten sich beim Einfedern progressiv und sind grundsätzlich bei geringen Belastungen extrem weich. Unterschreitet die aus diesen Belastungen resultierende Federkraft die Vorspannung des Gasspeichers, so bricht die federnde Wirkung des Elementes sogar völlig zusammen. Damit erlauben derartige Federelemente zwar einen Höhenabgleich bei zunehmender oder abnehmender Belastung im Sinne einer Nieveauregelung, indem die im Federelement eingeschlossene unkomprimierbare Flüssigkeitsmenge verändert wird, sind aber für den Einsatz bei aktiven Federungen ungeeignet, da für diesen Zweck beim schnellen Befahren von Kurven von den kurveninneren Federelementen eine Entlastbarkeit bis zur Federkraft Null bei gleichzeitig aufrecht zu erhaltender Federwirkung verlangt wird. Zudem bereitet es bei derartigen Federelementen Schwierigkeiten, im Bereich der Konstruktionslage eine komfortbetonte Federung mit weicher Federkennlinie zu realisieren.Einzelradfederungen that work with a hydropneumatic spring element and are known in the field, for example, on pages 176-178, 4 - 8th in "How does what? The car ", Bibliographisches Institut AG, Mannheim 1968. Such spring elements operate as a result of the guidance of the plunger designed as a plunger in a cylinder with relatively high friction, harden during compression progressively and are basically extremely soft at low loads Thus, such spring elements allow a height adjustment with increasing or decreasing load in terms of a level control by the incompressible amount of liquid enclosed in the spring element is changed, but are for the spring Use in active suspensions unsuitable, since for this purpose when fast driving curves from the inside curve spring elements a load capacity up to the spring force zero is required at the same time to be maintained spring action m it prepares in such spring elements difficulties to realize a comfort-stressed suspension with soft spring characteristic in the construction area.

Eine Einzelradfederung der eingangs genannten Art ist aus der DE 41 02 787 A1 bekannt. Ausgangspunkt ist hier, dass der Fahrzeugaufbau bei Anregung der Aufbauresonanz bzw. die Achsen bei Anregung der Achsresonanz bezogen auf daraus resultierende Vertikalbewegungen gegenüber der Fahrbahn stärker bedämpft werden als dies unter Komfortgesichtspunkten wünschenswert ist, da anderenfalls die Fahrsicherheit beeinträchtigt werden könnte. Um diese den Komfort beeinträchtigende Bedämpfung möglichst zu vermeiden soll die bekannte Federung dahingehend ausgestaltet werden, dass lediglich in kritischen Resonanzbereichen auf entsprechende Maßnahmen zurückgegriffen wird, die darin bestehen, Teile des Hydraulikmediums als Tilgermasse, relativ zur gefederten Masse, zu Schwingungen anzuregen, deren eigene Frequenz zumindest annähernd mit einer kritischen Frequenz von Relativbewegungen zwischen der gefederten und der ungefederten Masse übereinstimmt, so dass eine frequenzselektive dynamische Dämpfung erzielt wird. Die Resonanzfrequenz des die Federung bildenden Systemes wird dabei auf eine kritische Frequenz des Fahrzeuges, beispielsweise der Frequenz der Achsresonanz abgestimmt, um unerwünschte Schwingungen der Achse besonders stark zu bedämpfen.A Einzelradfederung of the type mentioned is from the DE 41 02 787 A1 known. The starting point here is that the vehicle body upon excitation of the superstructure resonance or the axles with excitation of the axle resonance relative to the resulting vertical movements relative to the road are attenuated more than is desirable from a comfort point of view, as otherwise the driving safety could be impaired. In order to avoid this comfort affecting damping as possible, the known suspension is to be designed so that only in critical resonance areas resorted to appropriate measures, which are parts of the hydraulic medium as absorber mass, relative to the sprung mass to excite vibrations whose own frequency at least approximately coincident with a critical frequency of relative movements between the sprung and unsprung masses so that frequency selective dynamic damping is achieved. The resonant frequency of the suspension forming system is tuned to a critical frequency of the vehicle, such as the frequency of the axis resonance to dampen unwanted vibrations of the axis particularly strong.

Eine weitere Einzelradfederung, bei der in Hintereinanderschaltung eine radseitig abgestützte, als Schraubenfeder ausgebildete mechanische Feder und ein aufbauseitig abgestütztes hydropneumatisches Federelement vorgesehen sind – und in Parallelschaltung hierzu ein Dämpferbein mit einem Stoßdämpfer, über den je nach Fahrumständen eine härtere oder weichere Dämpfung einstellbar ist – ist aus der DE 40 26 790 C1 bekannt. Ausgangspunkt für die Auslegung dieser bekannten Einzelradfederung ist, dass kritische Frequenzen, beispielsweise die Aufbauresonanzfrequenz bei Fahrzeugen, in der Regel nur kurzzeitig angeregt werden und dementsprechend kurze Gegensteuermaßnahmen mit den aktiven Abstütz- bzw. Federaggregaten, also dem hydropneumatischen Federelement genügen, um unerwünschte Resonanzschwingungen zu unterdrücken. Dementsprechend wird ein komfortabel abgestimmtes passives Federungssystem eingesetzt, welches im Hinblick auf maximalen Komfort nur schwach bedämpft wird; sobald Schwingungen nahe einer Reso nanzfrequenz auftreten bzw. beginnen, wird aktiv über das hydropneumatische Federelement gegengesteuert, so dass grundsätzlich eine komfortbetonte Federabstimmung gegeben ist, aber Sicherheitseinbußen dadurch vermieden sind, dass in kritischen Zuständen aktiv eingegriffen wird.Another Einzelradfederung in which a wheel-supported, designed as a helical spring mechanical spring and a body side supported hydropneumatic spring element are provided in series - and in parallel a shock absorber leg with a shock absorber over which a harder or softer damping is adjustable depending on driving conditions - is from the DE 40 26 790 C1 known. Starting point for the interpretation of this known Einzelradfederung is that critical frequencies, such as the body resonance frequency in vehicles, are excited only briefly and therefore short countermeasures with the active support or spring assemblies, so the hydropneumatic spring element suffice to suppress unwanted resonant vibrations , Accordingly, a comfortably tuned passive suspension system is used, which is only weakly attenuated in terms of maximum comfort; as soon as vibrations occur near a Reso nanzfrequenz or begin, is actively counteracted via the hydropneumatic spring element, so that in principle a comfort-stressed spring adjustment is given, but security losses are avoided by actively intervening in critical conditions.

Dabei wird davon ausgegangen, dass kritische Zustände, die ein aktives Eingreifen erfordern, in aller Regel nur kurzzeitig auftreten, so dass für den notwendigen aktiven Einsatz nur wenig Leistung bereitgestellt werden muss, wenn ein Speicher zur Verfügung steht, dessen Kapazität für den Energiebedarf einer Kurzzeitaktivierung ausreichend bemessen ist.there It is assumed that critical states require active intervention require, as a rule, only briefly occur, so for the necessary active use only little power must be provided when a storage available stands, whose capacity for the Energy requirement of a short-term activation is sufficiently dimensioned.

Dementsprechend arbeitet das hydropneumatische Federelement in der Funktion eines Stoßdämpfers, und es soll in dieser Funktion bei Ausfall über den dem parallel geschalteten Federbein zugeordneten, ansteuerbaren Stoßdämpfer substituierbar sein.Accordingly the hydropneumatic spring element works in the function of a shock absorber and it should in this function in case of failure on the parallel Shock assigned, controllable shock absorbers substitutable.

Desweiteren ist aus der DE 12 46 013 B ein für kleine Federwege geeignetes, und damit insbesondere für Schienenfahrzeuge gedachtes Federsystem bekannt, bei dem mit einer Gasfeder gearbeitet wird. Die in Form einer rollbalgähnlichen Feder ausgestaltete Gasfeder ist in Reihe mit einem mechanischen Federelement geschaltet, wobei der Federbalg der Gasfeder als flache, nahezu kreisförmig gewölbte Rinne sich zwischen seiner inneren und äußeren Einspannung erstreckt und der Gasfeder ein durch einen elastischen Puffer gebildeter Anschlag zugeordnet ist, durch den für die Gasfeder eine progressive Kennlinie erreicht wird. Die zusätzliche, in Reihe geschaltete Schraubenfeder dient dazu, für die Gasfeder von der statischen Belastung weitgehend unabhängige Arbeitsverhältnisse sicherzustellen.Furthermore, from the DE 12 46 013 B a spring system suitable for small spring travel, and thus intended in particular for rail vehicles, in which a gas spring is used. The configured in the form of a rolling bellows-like spring gas spring is connected in series with a mechanical spring element, wherein the bellows of the gas spring as a flat, almost circular curved groove extending between its inner and outer clamping and the gas spring formed by an elastic buffer stop is assigned, by which a progressive characteristic is achieved for the gas spring. The additional coil spring connected in series serves to ensure that the gas spring is largely free from static load.

Aus der DE 198 04 288 C1 ist desweiteren ein hydropneumatisches Federungssystem für Fahrzeuge mit einem weitgehend li nearen Federverhalten über den ganzen Federbereich bis hin zur vollständigen Entlastung bekannt, was dadurch erreicht wird, dass das jeweilige hydropneumatische Federelement bezüglich seines beaufschlagten Hydrospeichers zu einem Elastomerspeicher parallel geschaltet wird, wobei der Elastomerspeicher den gasbeaufschlagten Hydrospeicher bei niedrigeren Belastungen unterstützt, während hohe Belastungen jenseits der vollen Kompression des Elastomers ausschließlich über den gasbeaufschlagten Hydrospeicher abgefangen werden. Damit ist es bei diesem hydropneumatischen Federsystem möglich, eine Einzelradfederung zu verwirklichen, die auch eine völlige Entlastung der Federung, z.B. bei Kurvenfahrt ermöglicht, ohne dass der erforderliche Straßenkontakt verlorengeht.From the DE 198 04 288 C1 Furthermore, a hydropneumatic suspension system for vehicles with a largely li nary spring behavior over the entire spring range to complete relief is known, which is achieved in that the respective hydropneumatic spring element is connected in parallel with respect to its applied hydraulic accumulator to an elastomer reservoir, wherein the elastomeric storage gasbeaufschlagten Hydraulic accumulator assisted at lower loads, while high loads beyond the full compression of the elastomer are intercepted exclusively via the gas-charged hydraulic accumulator. Thus, it is possible in this hydropneumatic suspension system to realize a Einzelradfederung, which also allows complete relief of the suspension, eg when cornering, without the required road contact is lost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einzelradfederung der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, dass sich um den Bereich der Konstruktionslage eine besonders komfortable Federung ergibt, ungeachtet eines insbesondere unter Sicherheitsaspekten angestrebten stabilisierenden Federungsverhaltens im unteren und oberen Federungsbereich.Of the Invention is based on the object, a Einzelradfederung of to design the type mentioned above, that to the area of the construction situation a particularly comfortable suspension regardless of one particular safety aspects aimed at stabilizing suspension behavior in the lower and upper suspension area.

Erreicht wird dies bei einer Einzelradfederung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruches 1, wobei durch die überdeckenden Arbeitsbereiche des hydropneumatischen Federelementes und der mechanischen Feder bei einfachem Aufbau um die Konstruktionslage ein Überdeckungsbereich gebildet wird, in dem ein flach linearer Verlauf gegeben ist, der zu einem weichen Ansprechen der Federung führt und damit ein betont komfortables Fahren ermöglicht. Zudem wird mit einer derartigen Ausgestaltung auch die Voraussetzung dafür geschaffen, dass bei Ausbildung der Federung als aktiver Federung in diesem Komfortbereich ein besonders geringer Energiebedarf gegeben ist. Außerhalb des Überdeckungsbereiches als Komfortbereich lässt sich bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung aufgrund des steileren Verlaufes des unteren und oberen Astes der Federkennlinie ohne besonderen Aufwand ein härteres und stabilisierendes Federungsverhalten erreichen.Reached This is at a Einzelradfederung of the type mentioned by the features of claim 1, wherein by the overlapping work areas the hydropneumatic spring element and the mechanical spring with a simple structure around the construction layer a covering area is formed in which a flat linear course is given, the leads to a soft response of the suspension and thus a decidedly comfortable driving allows. In addition, with such a configuration, the prerequisite created for that in training the suspension as an active suspension in this Comfort area a particularly low energy requirement is given. Outside the coverage area as a comfort area leaves in the embodiment according to the invention due the steeper course of the lower and upper branch of the spring characteristic a harder without special effort and achieve stabilizing suspension behavior.

Der mittlere, flach verlaufende Überdeckungsbereich lässt sich im Rahmen der Erfindung in einfacher Weise dadurch gestalten, das die Arbeitsbereiche der mechanischen Feder und des Federelementes einander überschneiden, wobei der progressiv ansteigende Verlauf der Kennlinie der mechanischen Feder im oberen Teil ihres Arbeitsbereiches im Wechselspiel zum gegenläufigen Verlauf des hydropneumatischen Federelementes in dessen im unteren Teil ihres Arbeitsbereiches günstige Einflussmöglichkeiten auf die Gestaltung des Kennlinienverlaufes der Federung im Überdeckungsbereich bietet.Of the medium, flat-running overlap area let yourself in the context of the invention in a simple manner thereby, the the working areas of the mechanical spring and the spring element overlap each other, wherein the progressively increasing course of the characteristic of the mechanical Spring in the upper part of her work area in interplay to the opposing Course of the hydropneumatic spring element in the lower Part of her work area cheap influence on the design of the characteristic curve of the suspension in the overlap area offers.

In Verbindung mit einer komfortbetonten Auslegung einer Einzelradfederung, wie sie durch die Erfindung möglich ist, erweist es sich insbesondere als zweckmäßig, das Federelement als Rollbalgfeder zu gestalten, da sich so, im Vergleich zu zylindergeführten hydropneumatischen Federelementen, Reibungsverluste weitgehend vermeiden lassen, die das Ansprechverhalten der Federung beeinträchtigen.In Connection with a comfort-oriented design of a single-wheel suspension, as possible by the invention is, it proves to be particularly useful to the spring element as Rollbalgfeder too shape, since so, in comparison to cylinder-guided hydropneumatic Spring elements, friction losses can be largely avoided, the affect the response of the suspension.

Ungeachtet der komfortbetonten Auslegung ermöglicht bei der erfindungsgemäßen Lösung die Hintereinanderschaltung der mechanischen Feder und des hydropneumatischen Federelementes in Form der Rollbalgfeder auch eine völlige Entlastung der Federung, ohne dass diese, bei leergelaufenem Hydrospeicher, ihre federnde Wirkung verlieren würde, da die mechanische Feder als zum hydropneumatischen Federelement in Reihe geschaltete Feder die entsprechende Federwirkung übernehmen kann. Für die mechanische Feder erweist sich dabei eine Ausgestaltung als Schraubenfeder als zweckmäßig, wobei durch die Ausgestaltung der Schraubenfeder ohne Mehraufwand deren Progressivität festgelegt werden sowie auch, über eine Blockbildung derselben, eine Anschlagfunktion verwirklicht werden kann. Insbesondere eignen sich hierfür Ausbildungen der Schraubenfeder mit inkonstantem Durchmesser, mit inkonstanter Ganghöhe, als Konusfeder oder dergleichen.regardless the comfort-oriented design allows in the inventive solution, the series connection the mechanical spring and the hydropneumatic spring element in the form of the Rollbalgfeder also a complete relief of the suspension, without these, when the hydraulic accumulator is empty, their resilient Would lose effect because the mechanical spring as the hydropneumatic spring element connected in series spring take the appropriate spring action can. For the mechanical spring proves to be an embodiment as Coil spring as appropriate, wherein by the design of the coil spring without additional effort progressiveness be set as well as, over a block formation thereof, realizes a stopper function can be. In particular, suitable for this are embodiments of the coil spring with inconstant diameter, with inconstant pitch, as Cone spring or the like.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Further Details and features of the invention will become apparent from the dependent claims. Further The invention will be explained in more detail below with reference to the description. It demonstrate:

1 eine Schemadarstellung einer Federung für Kraftfahrzeuge, und 1 a schematic view of a suspension for motor vehicles, and

2 eine mit einer derartigen Federung realisierbare Federkennlinie. 2 a realizable with such a suspension spring characteristic.

Das in 1 gezeigte Schema einer Einzelradfederung für Kraftfahrzeuge geht für den Aufbau der insgesamt mit 1 bezeichneten Federung von einer karosserieseitigen Abstützung 2 und einer radseitigen Abstützung 3 aus. An die karosserieseitige Abstützung 2 schließt eine mechanische Feder 4 an, die bei einem Arbeitsbereich 20 den unteren Federbereich abdeckt und im Ausführungsbeispiel als Schraubenfeder gestaltet ist, und zwar als Schraubenfeder mit progressiver Kennlinie, wobei diese, bezogen auf das Ausführungsbeispiel, dadurch realisiert ist, dass die Feder 4 mit unterschiedlichem Windungsabstand gewickelt ist.This in 1 shown scheme of a Einzelradfederung for motor vehicles goes for the construction of the overall 1 designated suspension of a body-side support 2 and a wheel-side support 3 out. To the body-side support 2 closes a mechanical spring 4 at, the one at a workspace 20 covers the lower spring portion and is designed in the embodiment as a helical spring, as a helical spring with progressive characteristic, which, based on the embodiment, is realized in that the spring 4 is wound with different winding distance.

Die mechanische Feder 4 stützt sich in Richtung auf die radseitige Abstützung 3 gegen ein hydropneumatisches Federelement 5 in Form einer Rollbalgfeder ab, das bei einem Arbeitsbereich 21 den oberen Federbereich abdeckt und ein an einen Hydrospeicher 6 angeschlossenes, hydraulisches Arbeitsvolumen 7 aufweist, wobei der Rollbalg 8 des Federelementes 5 zwischen einer im Übergang zur mechanischen Feder 4 liegenden Abstützung 9, die als Tragplatte symbolisiert ist, und einem Plunger 10 im Übergang zur radseitigen Abstützung 3 liegt. Der Umfang des Plungers 10 bildet für den Rollbalg 8 eine Abrollfläche 11, gegen die sich der eingeschlagene Schenkel der Rollbalgfalte 12 abstützt. Die Verbindung zwischen dem hydraulischen Arbeitsvolumen 7 des Federelementes 5 und dem Hydrospeicher 6 ist durch die Leitung 13 symbolisiert, in der eine Drosselstelle 14 liegt, welche durch eine herkömmliche Kon stantdrossel oder auch eine einstellbare Drossel gebildet sein kann, wobei letzteres zusätzliche Möglichkeiten zur Beeinflussung des Feder-Dämpferverhaltens der Einzelradfederung 1 gibt.The mechanical spring 4 relies on the wheel-side support 3 against a hydropneumatic spring element 5 in the form of a Rollbalgfeder from that at a work area 21 covering the upper spring area and a to a hydraulic accumulator 6 connected, hydraulic working volume 7 having, wherein the rolling bellows 8th of the spring element 5 between one in transition to the mechanical spring 4 lying support 9 , which is symbolized as a support plate, and a plunger 10 in the transition to wheel-side support 3 lies. The circumference of the plunger 10 forms for the rolling bellows 8th a rolling surface 11 against which the struck leg of the Rollbalgfalte 12 supported. The connection between the hydraulic working volume 7 of the spring element 5 and the hydraulic accumulator 6 is through the line 13 symbolizes in which a throttle point 14 is, which can be formed by a conventional con stantdrossel or an adjustable throttle, the latter additional possibilities for influencing the spring-damper behavior of the Einzelradfederung 1 gives.

Die Arbeitsbereiche 20 bzw. 21 der mechanischen Feder 4 bzw. des hydropneumatischen Federelementes 5 überschneiden sich in einem Überdeckungsbereich 19.The workspaces 20 respectively. 21 the mechanical spring 4 or the hydropneumatic spring element 5 overlap in a coverage area 19 ,

Mit 15 ist ein aktivierbarer Anschluss für das hydropneumatische Federelement 5 angedeutet, wobei der Anschluss 15 eine Verbindung zwischen dem Arbeitsvolumen 7 und einer nicht dargestellten Volumenstromquelle, z.B. in Form einer Pumpe oder eines Speichervolumens bildet, über die das Arbeitsvolumen 7 vergrößert oder verkleinert werden kann, im Sinne einer aktiven Beeinflussung der jeweiligen Einzelradfederung für Fahrzeuge mit einem entsprechenden, aktiven Fahrwerk.With 15 is an activatable connection for the hydropneumatic spring element 5 indicated, with the connection 15 a connection between the volume of work 7 and a non-illustrated volume flow source, for example in the form of a pump or a storage volume forms over which the working volume 7 can be increased or decreased, in the sense of an active influencing the respective Einzelradfederung for vehicles with a corresponding active chassis.

In 2 ist für eine Einzelradfederung gemäß 1 eine typische Federkennlinie 16 dargestellt, die die Abhängigkeit des Federweges s von der Federkraft F darstellt, wobei der untere Ast 17 der Federkennlinie 16 durch die mechanische Feder 4 bestimmt ist, der obere Ast 18 durch das hydropneumatische Federelement 5 und das diese verbindende Mittelstück 22 dem Überdeckungsbereich 19 zugeordnet ist.In 2 is for a single wheel suspension according to 1 a typical spring characteristic 16 represented, which represents the dependence of the spring travel s of the spring force F, wherein the lower branch 17 the spring characteristic 16 through the mechanical spring 4 is determined, the upper branch 18 through the hydropneumatic spring element 5 and the connecting middle piece 22 the coverage area 19 assigned.

Außerhalb des Mittelstückes 22 weist die Federkennlinie 16 in ihrem unteren Ast 17, entsprechend ihrem oberen Ast 18, einen zumindest in Annäherung linearen und verhältnismäßig steilen Verlauf auf, mit entsprechender Zunahme der Steifigkeit der Federung 1 zu hohen Kräften hin. In dem dem Überdeckungsbereich 19 zugeordneten Mittelstück 22 weist die Federkennlinie 16 einen deutlich flacheren, in Annäherung aber ebenfalls nahezu linearen Verlauf auf, wobei gleitende Übergänge zum unteren Ast 17 und zum oberen Ast 18 der Kennlinie 16 gegeben sind. Das Mittelstück 22 der Federkennlinie 16 deckt den Bereich um die Konstruktionslage ab, und das dort gegebene weiche Federverhalten führt zu einem angenehmen Fahrkomfort, der zu den Grenzbereichen hin, z.B. im Hinblick auf Kurvenneigung, Wankverhalten und dergleichen, zugunsten der Fahrsicherheit und Fahrstabilität durch die zunehmend straffere Federung zurückgenommen wird. Zur Realisierung einer Kennlinie 16 der gezeigten Art erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Progressivität der mechanischen, als Reihenfeder eingesetzten Feder 4 dort beginnt, wo der Arbeitsbereich 21 des über den Hydrospeicher 6 beaufschlagten, hydropneumatischen Federelementes 5 einsetzt.Outside the middle piece 22 indicates the spring characteristic 16 in her lower branch 17 , according to her upper branch 18 , an at least approximately linear and relatively steep course, with a corresponding increase in the stiffness of the suspension 1 to high forces. In the coverage area 19 associated center piece 22 indicates the spring characteristic 16 a much flatter, but in approximation also almost linear course, with sliding transitions to the lower branch 17 and to the upper branch 18 the characteristic 16 given are. The middle piece 22 the spring characteristic 16 covers the area around the construction site, and there given soft spring behavior leads to a comfortable ride comfort, which is reduced to the border areas, eg in terms of curve tilt, roll behavior and the like, in favor of driving safety and driving stability due to the increasingly tighter suspension. For the realization of a characteristic 16 The type shown, it proves useful if the progressiveness of the mechanical spring used as a series spring 4 There begins where the work area 21 of the over the hydraulic accumulator 6 acted upon, hydropneumatic spring element 5 starts.

Die Arbeitsbereiche 20 bzw. 21 der mechanischen Feder 4 bzw. des hydropneumatischen Federelementes 5 können durch entsprechende, nicht gezeigte Anschlagbegrenzungen gegeneinander abgegrenzt sein. Für die mechanische Feder 4 lässt sich eine solche Begrenzung des Arbeitsbereiches 20 in einfacher weise auch durch die Blocklage der Feder erreichen, während der Arbeitsbereich 21 des als Rollbalgfeder ausgebildeten hydropneumatischen Federelementes 5 bzw. des Hydrospeichers 6 seine Begrenzung dadurch erfahren kann, dass der Hydrospeicher 6 bei Erreichen der unteren Grenzlage des Arbeitsbereiches 21 eine entleerte Stellung erreicht hat.The workspaces 20 respectively. 21 the mechanical spring 4 or the hydropneumatic spring element 5 can be delimited from each other by appropriate, not shown stop boundaries. For the mechanical spring 4 can be such a limitation of the work area 20 in a simple way also reach through the block position of the spring, while the work area 21 designed as Rollbalgfeder hydropneumatic spring element 5 or of the hydraulic accumulator 6 its limitation can be experienced by the fact that the hydraulic accumulator 6 when reaching the lower limit of the work area 21 has reached a deflated position.

Durch die Kombination der beiden Federarten, nämlich mechanischer Feder 4 und gegen einen Hydrospeicher 6 abgestützten hydropneumatischen Federelementes 5 in Form einer Rollbalgfeder, in Reihenschaltung lassen sich die Komfortvorteile einer Einzelradfederung mit hydropneumatischem Federelement für den Fahrkomfort voll zur Wirkung bringen, ohne die Nachteile der zu geringen Federkräften hin sich exponentiell veränderten Federsteifigkeit, und die dadurch bedingten Einschränkungen bezüglich der Nutzung solcher Federelemente für aktive Federungen, spürbar werden zu lassen. Unterschreitet nämlich die Federkraft die Vorspannung des Hydrospeichers 6, so bricht die federnde Wirkung des als Rollbalgfeder ausgebildeten hydropneumatischen Federelementes 5 völlig zusammen, was damit nicht in Einklang steht, dass für aktive Fahrwerke die Entlastung der kurveninneren Einzelradfedern bis hin zu Federkraft Null bei gleichzeitig aufrechtzuerhaltender Federwirkung verlangt wird.By the combination of the two types of spring, namely mechanical spring 4 and against a hydraulic accumulator 6 supported hydropneumatic spring element 5 in the form of a Rollbalgfeder, in series, the comfort benefits of a Einzelradfederung with hydropneumatic spring element for ride comfort can bring full effect, without the disadvantages of too low spring forces exponentially changed spring stiffness, and the consequent restrictions on the use of such spring elements for active suspensions to be felt. Namely, the spring force falls below the bias of the hydraulic accumulator 6 , so breaks the resilient action of the trained as Rollbalgfeder hydropneumatic spring element 5 completely together, which is not in line with the fact that for active trolleys, the relief of the inside of the curve individual wheel springs to zero spring force is required at the same time to be maintained spring action.

Abweichend von der Ausgestaltung gemäß Ausführungsbeispiel, die eine bevorzugte Ausführungsform darstellt, kann die mechanische Reihenfeder auch der Radseite und die Rollbalgfeder der Aufbauseite zugeordnet sein, ohne die prinzipiellen Vorteile der erfindungsgemäßen Reihenschaltung aufzugeben.Notwithstanding the embodiment according to Embodiment, which represents a preferred embodiment, the mechanical series spring may also be assigned to the wheel side and the rolling bellows spring of the body side, without abandoning the principal advantages of the series connection according to the invention.

Der Begriff des Plungers steht im Rahmen der Erfindung für Verdränger bzw. Verdrängerkörper, die mit einer Balgdichtung zusammenarbeiten, so z.B. auch Kolben, Stufenkolben, Differentialkolben und dergleichen Verdrängerelemente.Of the Term of the plunger is in the context of the invention for displacer or Displacer, the cooperate with a bellows seal, e.g. also pistons, stepped pistons, Differential piston and the like displacement elements.

Claims

Independent wheel suspension for motor vehicles with hydropneumatic spring element supported between wheel guide and superstructure, which has a working volume acted upon by a plunger which is articulated on the wheel side and connected to a hydraulic accumulator and which is supported on the body side by a mechanical spring arranged in series, characterized in that the mechanical spring ( 4 ) the lower spring portion and the hydropneumatic spring element ( 5 ) covers the upper spring area that the mechanical spring ( 4 ) has a progressive spring characteristic that by the mechanical spring ( 4 ) and the spring element ( 5 ) certain, common spring characteristic ( 16 ) a lower branch ( 17 ) and an upper branch ( 18 ) correspondingly rising, linear course and a connecting centerpiece ( 22 ) has a flat linear course covering the area of the design position of the suspension ( 1 ) covers the workspaces ( 20 and 21 ) of the mechanical spring ( 4 ) and the hydropneumatic spring element ( 5 ) overlapping one another covering area ( 19 ) and that the work area ( 21 ) of the hydropneumatic spring element ( 5 ) when the mechanical spring ( 4 ) begins in its progressive area.

Einzelradfederung according to claim 1, characterized in that the hydropneumatic spring element ( 5 ) is designed as a rolling bellows spring.

Einzelradfederung according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanical spring ( 4 ) is designed as a helical spring.

Einzelradfederung according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanical spring ( 4 ) is designed as a cone spring.

Einzelradfederung according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanical spring ( 4 ) is formed by a spring assembly.

Einzelradfederung according to any one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic working volume ( 7 ) of the hydropneumatic spring element ( 5 ) via a throttle point ( 14 ) to the hydraulic accumulator ( 6 ) connected.

Einzelradfederung according to claim 6, characterized in that the throttle point ( 14 ) is formed by an adjustable throttle.

Einzelradfederung according to any one of the preceding claims, characterized in that the hydropneumatic spring element ( 5 ) in its volume of work ( 7 ) via an activatable supply connection ( 15 ) is changeable.

Einzelradfederung according to any one of the preceding claims, characterized in that the working area ( 20 ) of the lower spring area covering mechanical spring ( 4 ) stop limit, in particular in that the spring ( 4 ) goes to block.