DE4328319A1 - Cylinder-piston unit for a hydropneumatic suspension - Google Patents

Cylinder-piston unit for a hydropneumatic suspension

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Abstract

In a cylinder 1, the piston 5 is connected to the piston rod 3 in a manner which allows it to move axially. The piston 5 has a recirculating-ball sleeve 12 which surrounds the journal-shaped end 4 of the piston rod 3 and is supported in axially movable fashion on it on spring elements 10, 11 arranged respectively on the piston-space side and on the annular-space side. As the stroke motion starts, the piston rod 3 is initially displaced in the recirculating-ball sleeve 12 and the spring element 10 is compressed without the piston 5 executing a stroke motion in the cylinder 1 (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinder-Kolbeneinheit für eine hydro-pneumatische Federung zur Radabstützung von Kraftfahrzeugen mit einem einseitig verschlossenen und mit Hydraulikanschlüssen versehenem Zylinder, in dem ein Kolben und eine damit verbundene Kolbenstange axialbeweglich angeordnet sind. Hierbei sind der Kolben an der Zylinderinnenwandung und die aus dem Zylinder austretende Kolbenstange in einer im Zylinderdeckel angeordneten Führungsbüchse geführt, wobei die Einheit Kolbenstange und Zylinder zwischen Fahrzeugrahmen und Achse angeordnet ist.The invention relates to a cylinder-piston unit for a hydro-pneumatic Suspension for wheel support of motor vehicles with a one-sided lock and cylinder equipped with hydraulic connections, in which a piston and a associated piston rod are arranged axially movable. Here are the Piston on the inner wall of the cylinder and the one emerging from the cylinder Piston rod guided in a guide bush arranged in the cylinder cover, the unit piston rod and cylinder between the vehicle frame and axle is arranged.

Eine hydro-pneumatische Fahrzeugfederung, bei der die Bewegung einer Kolbenstange mit Kolben in einem Zylinder zu einer Ölverdrängung in einen Druckspeicher hinein oder aus dem Druckspeicher hinaus in die Einheit Kolbenstange- Zylinder führt und eine Veränderung des hydraulischen Druckes in Abhängigkeit des Federweges der Kolbenstange und damit eine Tragkraftänderung der Kolbenstange-Zylinder-Einheit bewirkt, bietet an sich ein komfortables Fahrverhalten. Stöße, die beim Überfahren von Unebenheiten der Fahrbahn auf das Rad einwirken, lösen eine einfedernde Kolbenstangenbewegung im Federzylinder aus. Die während der Kolbenstangenbewegung auf den Kolben bzw. die Kolbenstange wirksame Gleitreibung ist gering und beeinflußt den Einfederungsvorgang nicht wesentlich. Bevor jedoch der Gleitzustand erreicht wird, befindet sich der Kolben mit der Kolbenstange zu Beginn der Einfederung in einem statischen Ruhezustand. Dann ist jedoch Haftreibung wirksam, die aber um ein Vielfaches größer ist als die Reibung einer sich in Bewegung befindlichen Gleitpaarung. A hydro-pneumatic vehicle suspension, in which the movement of a Piston rod with piston in a cylinder for an oil displacement in one Pressure accumulator into or out of the pressure accumulator into the piston rod unit Cylinder leads and a change in hydraulic pressure depending the travel of the piston rod and thus a change in the load capacity Piston rod-cylinder unit causes, in itself, a comfortable driving behavior. Shocks that affect the wheel when driving over bumps on the road, trigger a resilient piston rod movement in the spring cylinder. The while the piston rod movement effective on the piston or the piston rod Sliding friction is low and does not significantly affect the deflection process. However, before the sliding condition is reached, the piston with the Piston rod at the start of deflection in a static idle state. Then However, static friction is effective, but it is many times greater than the friction a sliding pair in motion.  

Aus der Haftreibung resultiert eine Haftkraft die als Stoß auf den Fahrzeugrahmen wirksam wird, der umso härter ist, je höher der Kraftanstieg in der Zeiteinheit ist. Harte Stöße empfindet der Fahrer als sehr unangenehm. Die Haftreibung im Federzylinder ist somit ein entscheidender Einflußfaktor für den Komfort einer hydro-pneumatischen Fahrzeugfederung.The static friction results in an adhesive force that strikes the vehicle frame becomes effective, the harder the higher the force increase in the unit of time. The driver finds hard impacts very uncomfortable. The stiction in Spring cylinder is therefore a decisive influencing factor for the comfort of a hydro-pneumatic vehicle suspension.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Zylinder- Kolbenstangeneinheit einer hydro-pneumatischen Fahrzeugfederung so auszubilden, daß die Kolbenstange im ersten Moment der Einfederung am Beginn der Kolbenstangenbewegung leichter einfedern kann, um die Wirkung von auf den Fahrzeugrahmen auftreffenden Stößen zu mindern und damit den Fahrkomfort zu erhöhen.The present invention is therefore based on the object of To design the piston rod unit of a hydro-pneumatic vehicle suspension that the piston rod at the first moment of deflection at the beginning of the Can deflect piston rod movement more easily to the effect of on the To reduce the impact of the vehicle frame and thus the driving comfort increase.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der hydraulisch ausgeglichene Kolben auf Rollkörpern zur Kolbenstange verschiebbar und wenigstens mit einem ringraumseitig angeordneten Federelement an der Kolbenstange abgestützt ist.This object is achieved in that the hydraulic balanced pistons can be moved on rolling elements to the piston rod and at least with a spring element arranged on the annular space on the piston rod is supported.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist der Kolben eine die Kolbenstange umschließende Kugelumlaufbüchse auf, die zwischen etwa gleich starken ringraumseitig und kolbenraumseitig angeordneten Federelementen zur Kolbenstange begrenzt axial beweglich gehalten ist. Der Kolbenraum ist mit dem Ringraum über den Spalt zwischen den Kugeln der Kugelumlaufbüchse und dem Schaft der Kolbenstange hydraulisch verbunden. Auf den hydraulisch ausgeglichenen Kolben wirken somit keine hydraulischen Kräfte. Die Kraft des Federzylinders wird allein von dem auf die Querschnittsfläche der Kolbenstange wirksamen Druck bestimmt. Die beidseitig des Kolbens angeordneten Federn halten den Kolben kräftemäßig ausgeglichen in einer Mittelstellung. Im ersten Moment der Einfederung bewegt sich zunächst nur die Kolbenstange in der Kugelumlaufbüchse relativ zum Kolben, nicht aber der Kolben in Bezug auf den Zylinder. Das Abrollen der Kugeln auf der Lauffläche des Kolbenstangenschaftes erzeugt nur eine geringe Reibkraft. Gleichzeitig wird die untere Feder durch die Bewegung der Kolbenstange gegenüber dem Kolben so weit gespannt, bis die hierbei erzeugte Federkraft ebenso groß ist wie die zwischen der Zylinderwandung und dem Kolben wirksame Haftreibung und erst dann setzt eine Kolbenbewegung ein. Die dann wirksame Gleitreibung zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung ist jedoch um ein Vielfaches geringer als die Haftreibung des Kolbens an der Zylinderwandung, so daß die gespannte Feder den Kolben in die anfängliche Mittelstellung zurückholt. Der gleiche Vorgang läuft nach einer Bewegungsumkehr der Kolbenstange wie bei der Einfederung in umgekehrter Richtung ab.In an advantageous embodiment of the invention, the piston has a piston rod enclosing recirculating ball bushing, which is between approximately equally strong spring elements on the annulus side and piston chamber side to the piston rod is kept limited axially movable. The piston chamber is over with the annulus the gap between the balls of the recirculating bush and the shaft of the Piston rod hydraulically connected. On the hydraulically balanced piston therefore no hydraulic forces act. The force of the spring cylinder becomes alone determined by the pressure acting on the cross-sectional area of the piston rod. The springs on both sides of the piston hold the piston with force  balanced in a middle position. At the first moment of deflection moves initially only the piston rod in the recirculating ball sleeve relative to the piston, not but the piston in relation to the cylinder. The rolling of the balls on the The running surface of the piston rod shaft generates only a small amount of friction. At the same time, the lower spring is opposed by the movement of the piston rod the piston until the spring force generated is as great as the effective static friction between the cylinder wall and the piston and only then a piston movement begins. The then effective sliding friction between the However, the piston and the cylinder wall is many times smaller than that Stiction of the piston on the cylinder wall, so that the tensioned spring Return the piston to the initial center position. The same process continues a reversal of the movement of the piston rod as in the deflection in reverse Direction down.

Die erfindungsgemäße Lösung bewirkt somit einen von der Haftreibung zwischen Kolben und Zylinderwandung weitgehend entkoppelten Kraftanstieg am Beginn der Einfederung. Der Kraftanstieg des Zylinders ist in diesem Moment nur die Kraft der Rollreibung plus dem wegabhängigen Kraftanstieg der unteren Feder plus dem wegabhängigen Kraftanstieg aufgrund der Ölverdrängung entsprechend dem Kolbenstangenquerschnitt mal Federweg in den Druckspeicher. Es erfolgt also kein sprunghafter Kraftanstieg, sondern ein sanfter vom Federweg abhängiger Kraftanstieg.The solution according to the invention thus causes a static friction between Piston and cylinder wall largely decoupled force increase at the beginning of the Deflection. The force increase of the cylinder is only the force of the moment Rolling friction plus the path-dependent increase in force of the lower spring plus that displacement-dependent increase in force due to the oil displacement corresponding to the Piston rod cross-section times travel in the pressure accumulator. So there is no abrupt increase in power, but a more gentle depending on the travel Force increase.

Darüber hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Lösung auch die Eigenfrequenz der hydro-pneumatischen Federung beeinflußt werden, die nach Möglichkeit um 1 Hz liegen sollte. Die Eigenfrequenz ist das Wurzelverhältnis aus Federsteifigkeit geteilt durch die federnde Masse. Die folgende Formel zeigt diese Abhängigkeit:In addition, the natural frequency can also be achieved with the solution according to the invention the hydro-pneumatic suspension are influenced, if possible Should be 1 Hz. The natural frequency is the root ratio of spring stiffness divided by the resilient mass. The following formula shows this dependency:

Für die Eigenfrequenz einer Fahrzeugfederung ist die Federsteifigkeit c um die statische Lage der Federung maßgeblich. Ist die Feder weich, kleine Federsteifigkeit c, so ist die Eigenfrequenz niedrig und bei harter Feder, hohe Federsteifigkeit c, entsprechend höher.For the natural frequency of a vehicle suspension, the spring stiffness c is around static position of the suspension is decisive. If the spring is soft, little spring stiffness c, the natural frequency is low and with a hard spring, high spring stiffness c, accordingly higher.

Durch die Haftreibung baut sich im ersten Moment einer beginnenden Federbewegung eine Kraft auf, ohne daß die Kolbenstange einen Ein- oder Ausfederungsweg macht. Dieser Kraftanstieg wirkt sich auf die Eigenfrequenz wie eine sehr hohe Federsteifigkeit aus. Die Eigenfrequenz ist entsprechend hoch und somit der Fahrkomfort gemindert. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der Anteil der Haftreibung zu Null und die Kolbenstange kann sofort eine Bewegung machen. Für die Federsteifigkeit im ersten Moment einer Federbewegung der Kolbenstange ist der geringe Anteil der Rollreibung, der Federsteifigkeit - entweder der unterhalb oder oberhalb des Kolbens angeordneten Federn - und das durch die Kolbenstangenbewegung in den Druckspeicher verdrängte Ölvolumen maßgeblich. Wie man nun aus diesem Zusammenhang leicht erkennen kann, haben die unterhalb und oberhalb des Kolbens angeordneten Federn, bedingt dadurch, daß nur Rollreibung vorliegt, einen großen Einfluß auf die Eigenfrequenz der Fahrzeugfederung. The static friction builds up at the beginning of a spring movement a force without the piston rod making a deflection or rebound. This increase in force affects the natural frequency like a very high one Spring stiffness. The natural frequency is correspondingly high and therefore the Driving comfort reduced. The proportion of Stiction is zero and the piston rod can start to move immediately. For the spring stiffness at the first moment of spring movement of the piston rod is the low proportion of rolling friction, spring stiffness - either below or Springs arranged above the piston - and that through the Piston rod movement in the pressure reservoir significantly displaced oil volume. As you can easily see from this context, they have below and springs arranged above the piston, due to the fact that only Rolling friction is a major influence on the natural frequency of the Vehicle suspension.  

Wählt man die Federn beiderseits des Kolbens so aus, daß die Federsteifigkeit gering und der Freigang der Kolbenstange gegenüber dem Kolben möglichst groß ist, so ist auf einem relativ langen Federweg die Federbewegung weitgehend von der Reibung entkoppelt und der Kraftanstieg pro Federweg ist nicht sprunghaft, sondern kontinuierlich, was sich prositiv auf die Eigenfrequenz und somit auf den Fahrkomfort auswirkt.Select the springs on both sides of the piston so that the spring stiffness is low and the clearance of the piston rod relative to the piston is as large as possible on a relatively long spring travel, the spring movement largely depends on the friction decouples and the increase in force per travel is not erratic, but continuously, which has a positive effect on the natural frequency and thus on the Driving comfort affects.

Die Reibung kann in vorteilhafter Weise dadurch weiter reduziert werden, daß der Kolben mit einem auf seiner Außenmantelfläche angeordneten Führungsring mit Abstand von der Zylinderwandung geführt ist, wobei der Führungsring eine halbkreisförmig zur Zylinderwandung hin gewölbte, verschleißfeste und mit geringer Gleitreibung - jedoch beliebiger Haftreibung - ausgestaltete Gleitfläche aufweist.The friction can advantageously be further reduced in that the Piston with a guide ring arranged on its outer surface Distance from the cylinder wall is guided, the guide ring one semi-circularly curved towards the cylinder wall, wear-resistant and with little Sliding friction - but any static friction - has designed sliding surface.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand der weiteren Unteransprüche, wobei die Kolbenstange analog zum Kolben mit auf Federelementen abgestützten Rollkörpern in der Führungsbüchse gelagert werden kann.The further advantageous embodiment of the invention is the subject of the others Subclaims, the piston rod analogous to the piston with on spring elements supported rolling elements can be stored in the guide bush.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 die Zylinder-Kolbenstangeneinheit mit einem axialen Ausschnitt im Bereich des Kolbens, Fig. 1, the cylinder-piston rod unit with an axial section in the area of the piston,

Fig. 2 die Kolbenstangenführung der Zylinder-Kolbenstangeneinheit in einem axialen Ausschnitt des Zylinderdeckels. Fig. 2 shows the piston rod guide of the cylinder-piston rod unit in an axial section of the cylinder cover.

Der in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Zylinder 1 besitzt einen Kolbenraum 2, der am unteren, nicht sichtbaren Ende geschlossen, jedoch mit Hydraulikanschlüssen versehen und mit einem Hydraulikmedium gefüllt ist. In dem Zylinder 1 ist eine Kolbenstange 3 axialbewegbar geführt und am unteren, zapfenförmig abgesetzten Ende 4, das im Durchmesser gegenüber dem Schaft der Kolbenstange 3 verjüngt ist, mit einem Kolben 5 relativ zueinander beweglich verbunden. Oberhalb des Kolbens 5 befindet sich der ebenfalls mit dem Hydraulikmedium befüllte Ringraum 6, der durch einen Zylinderdeckel 7 verschlossen ist, durch den die Kolbenstange 3 hindurchgeführt ist.The cylinder 1 shown in detail in FIG. 1 has a piston chamber 2 , which is closed at the lower, not visible end, but is provided with hydraulic connections and is filled with a hydraulic medium. In the cylinder 1 , a piston rod 3 is guided so as to be axially movable and is connected to a piston 5 so as to be movable relative to one another at the lower, pin-shaped, offset end 4 , which is tapered in diameter with respect to the shaft of the piston rod 3 . Above the piston 5 is the annular space 6 , likewise filled with the hydraulic medium, which is closed by a cylinder cover 7 through which the piston rod 3 is guided.

Der Kolben 5 ist hohlzylindrisch ausgebildet mit gleich großen Querschnittsflächen auf der Kolbenraumseite und auf der Ringraumseite. Der Kolben 5 ist im Bereich des unteren zapfenförmigen Endes 4 der Kolbenstange 3 zwischen einem Bundring 8 und einem Federteller 9 jeweils mit Abstand davon auf einer oberen und einer unteren Schraubenfeder 10, 11 abgestützt und axialverschieblich geführt. Beide Federelemen­ te 10, 11 besitzen eine etwa gleich große Federkraft, so daß der Kolben 5 in einer Mittelstellung zwischen dem Bundring 8 und dem Federteller 9 gehalten wird. Innerhalb des hohlzylindrischen Kolbens ist eine Kugelumlaufbüchse 12 angeordnet, die das kolbenseitige Ende 4 der Kolbenstange 3 umschließt. Der Kolben 5 ist mit einem auf seiner Außenmantelfläche und in einer Nut 13 eingesetzten Führungsring 14 mit Abstand von der Innenwandung des Zylinders 1 geführt. Der Führungsring 14 ist zur Zylinderwandung hin kreisbogenförmig gewölbt und mit einer Gleitfläche 15 versehen, die einen niedrigen Gleitreibungswert aufweist.The piston 5 is of hollow cylindrical design with cross-sectional areas of equal size on the piston chamber side and on the annular chamber side. The piston 5 is supported in the region of the lower peg-shaped end 4 of the piston rod 3 between a collar ring 8 and a spring plate 9 at a distance therefrom on an upper and a lower coil spring 10 , 11 and guided axially displaceably. Both Federelemen te 10 , 11 have an approximately equal spring force, so that the piston 5 is held in a central position between the collar 8 and the spring plate 9 . A spherical bushing 12 is arranged within the hollow cylindrical piston and encloses the end 4 of the piston rod 3 on the piston side. The piston 5 is guided with a guide ring 14 inserted on its outer lateral surface and in a groove 13 at a distance from the inner wall of the cylinder 1 . The guide ring 14 is curved in a circular arc towards the cylinder wall and is provided with a sliding surface 15 which has a low sliding friction value.

Im ersten Moment der mit der Einfederung einsetzenden Bewegung der Kolbenstange 3 rollen die Rollkörper bzw. Kugeln 16 der Kugelumlaufbüchse 12 auf der am kolbenseitigen Ende 4 der Kolbenstange 3 gebildeten Lauffläche ab. Der Kolben 5 verharrt zunächst gegenüber dem Zylinder 1 in der Ruhestellung, wobei sich die Kolbenstange 3 relativ zum Zylinder 1 bewegt. Das untere Federelement 11 wird entspannt und das obere Federelement 10 wird soweit vorgespannt, bis die Federkraft gleich der Haftreibkraft ist, die zwischen dem Führungsring 14 am Kolben 3 und der Innenwandung des Zylinders 1 wirksam ist. Erst danach setzt die Bewegung des Kolbens 5 im Zylinder 1 mit Gleitreibung ein. Sobald die Gleitreibung wirksam wird, ist die Federkraft der vorgespannten Feder 10 größer als die der Verschiebung des Kolbens 5 beziehungsweise der des Führungsringes 14 entgegenwirkenden Reibkraft. Die Federkraft der Feder 10 schiebt hierdurch den Kolben 5 wieder in Mittelstellung, und der Kolben 5 bleibt in dieser Stellung stehen und macht ohne Relativbewegung zueinander die gleiche Bewegung wie die Kolbenstange 3. Ist der Einfederungsweg der Kolbenstange 3 zu Ende, so schiebt der Öldruck, der sich durch das verdrängte Ölvolumen des Kolbenstangenquerschnittes in dem Druckspeicher aufgebaut hat, die Kolbenstange 3 in Ausfederungsrichtung aus dem Zylinder 1 heraus. Nun läuft der gleiche Vorgang wie oben schon beschrieben, jedoch in umgekehrter Richtung, ab. Die Haftreibung hält den Führungsring 14 und somit den Kolben 5 fest, und die Kolbenstange 3 verschiebt sich auf den Rollkörpern 16 relativ zum Kolben 5. Hierdurch wird die untere Feder 11 vorgespannt und die obere Feder 10 entspannt sich. Der Kolben 5 bleibt so lange in Ruhelage bis die Federkraft der Feder 11 gleich groß wie die Haftkraft zwischen Führungsring 14 und Innenwandung des Zylinders 1 ist. Der Kolben 5 wird nun durch die Federkraft der Feder 11 in Bewegung gesetzt und es setzt die Gleitreibung ein. Der Kolben 5 wird in Mittelstellung geschoben und macht ab dann die gleiche Bewegung wie die Kolbenstange 3.At the first moment of the movement of the piston rod 3 which begins with the deflection, the rolling bodies or balls 16 of the ball bushing 12 roll on the running surface formed on the piston-side end 4 of the piston rod 3 . The piston 5 initially remains in the rest position with respect to the cylinder 1 , the piston rod 3 moving relative to the cylinder 1 . The lower spring element 11 is relaxed and the upper spring element 10 is biased until the spring force is equal to the static friction force that is effective between the guide ring 14 on the piston 3 and the inner wall of the cylinder 1 . Only then does the movement of the piston 5 in the cylinder 1 begin with sliding friction. As soon as the sliding friction becomes effective, the spring force of the prestressed spring 10 is greater than the frictional force counteracting the displacement of the piston 5 or the guide ring 14 . The spring force of the spring 10 thereby pushes the piston 5 back into the central position, and the piston 5 remains in this position and makes the same movement as the piston rod 3 without relative movement to one another. When the deflection path of the piston rod 3 has ended, the oil pressure which has built up in the pressure accumulator due to the displaced oil volume of the piston rod cross section pushes the piston rod 3 out of the cylinder 1 in the rebound direction. Now the same process as described above takes place, but in the opposite direction. The static friction holds the guide ring 14 and thus the piston 5 , and the piston rod 3 moves on the rolling elements 16 relative to the piston 5 . As a result, the lower spring 11 is biased and the upper spring 10 relaxes. The piston 5 remains at rest until the spring force of the spring 11 is the same as the adhesive force between the guide ring 14 and the inner wall of the cylinder 1 . The piston 5 is now set in motion by the spring force of the spring 11 and it uses sliding friction. The piston 5 is pushed into the middle position and then makes the same movement as the piston rod 3 .

Wie aus der obigen Beschreibung zu erkennen ist, macht die Kolbenstange 3, abhängig davon, ob die Bewegung der Kolbenstange 3 aus der Ruhelage beginnt oder eine Umkehrbewegung vorliegt, eine entsprechende mit Rollreibung behaftete Relativbewegung gegenüber dem Kolben 5, und es wird entweder die untere Feder 10 oder die obere Feder 11 vorgespannt.As can be seen from the above description, the piston rod 3 , depending on whether the movement of the piston rod 3 starts from the rest position or a reversal movement, makes a corresponding relative movement with rolling friction relative to the piston 5 , and it either becomes the lower spring 10 or the upper spring 11 biased.

In einer weiteren vorteilhaften Gestaltung wird die untere Feder 11 (Fig. 1) nicht verwendet. Der Federteller 9 wirkt dann als Hubbegrenzung für den Kolben 5 in seiner Relativbewegung gegenüber der Kolbenstange 3. Bei dieser Lösung wirkt die Rollreibung im ersten Moment einer Federbewegung nur in Einfederungsrichtung und bedingt durch die Haftreibung zwischen Zylinderinnenwandung und Führungsring 14 erfolgt eine rollende Relativbewegung zwischen Kolben 5 und Kolbenstange 3. Das Federelement 10 wird zusammengedrückt und baut somit wegabhängig eine Kraft auf. Ist die Federkraft gleich groß wie die Haftkraft, so schiebt die Feder 10 den Kolben 5 bis zum Federring 9 vor und der Kolben 5 macht jetzt die gleiche Bewegung wie die Kolbenstange 3. In Ausfederungsrichtung macht der Kolben 5 vom ersten Moment der Bewegung der Kolbenstange 3 die gleiche Bewegung, da der Kolben 5 am Federring 9 anliegt.In a further advantageous embodiment, the lower spring 11 ( FIG. 1) is not used. The spring plate 9 then acts as a stroke limitation for the piston 5 in its relative movement with respect to the piston rod 3 . In this solution, the rolling friction acts only in the direction of deflection at the first moment of a spring movement and, due to the static friction between the inner wall of the cylinder and the guide ring 14, there is a rolling relative movement between the piston 5 and the piston rod 3 . The spring element 10 is compressed and thus builds up a force depending on the path. If the spring force is the same as the adhesive force, the spring 10 pushes the piston 5 up to the spring ring 9 and the piston 5 now makes the same movement as the piston rod 3 . In the rebound of the piston 5 makes from the moment the movement of the piston rod 3, the same movement as the piston 5 rests on the spring washer. 9

In Ausfederungsrichtung ist zuerst die Kraft der Haftreibung wirksam und erst nach Überwindung dieser setzt die wesentlich geringere Gleitreibungskraft ein. Die wirksame Kraft auf die Kolbenstange in Ausfederungsrichtung, z. B. beim Überfahren eines Loches, ist das Radgewicht, die Bremse, das anteilige Achsgewicht und die Federkraft gleich Öldruck mal Kolbenstangenquerschnittsfläche. Ohne den Einfluß der Haftreibung würde das Rad blitzartig nach unten beschleunigt und mit großer Wucht auf den Grund des Loches auftreffen, da relativ viel Zeit zur Beschleunigung des Rades nach unten vorhanden ist. Durch die Wirkung der Haftkraft in Ausfederungsrichtung ist eine kleine Zeitverzögerung gegeben, die in vielen Fällen ausreicht, das Loch weitestgehend zu überfahren. Das Rad wird also nicht so weit nach unten bewegt und braucht somit am Ende des Loches auch nicht auf längerem Federweg nach oben geschoben zu werden. Die auftretenden Kräfte auf die Achse sind kleiner, da der Hebelarm zum Einschieben des Rades günstiger ist.The force of static friction is effective first in the rebound direction and only after Overcoming this uses the much lower sliding friction. The effective force on the piston rod in the rebound direction, e.g. B. at Driving over a hole is the wheel weight, the brake, the proportional axle weight and the spring force equals oil pressure times the cross-sectional area of the piston rod. Without that Under the influence of static friction, the wheel would be accelerated downwards and with hit the bottom of the hole with great force, as there is a relatively large amount of time to Acceleration of the wheel down exists. By the effect of Holding force in the rebound direction is a small time delay, which in in many cases it is sufficient to drive over the hole as far as possible. So the wheel is not moved so far down and therefore does not need at the end of the hole  to be pushed up over a longer travel. The forces that arise the axles are smaller because the lever arm for pushing in the wheel is cheaper.

Der Fahrzeugrahmen wird also geschont. Die Haftreibung macht sich in Ausfederungs­ richtung nicht negativ bemerkbar, da ja keine stoßartigen Kräfte in dieser Richtung wirken können.The vehicle frame is therefore protected. The static friction turns into rebound Direction not noticeably noticeable, since there are no impact forces in this direction can work.

Zu dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kommt noch hinzu, daß die Länge der Zylinder-Kolbeneinheit kürzer baut, was in vielen Fällen einen Vorteil darstellt.In addition to this advantageous embodiment of the invention, the Length of the cylinder-piston unit is shorter, which is an advantage in many cases represents.

In Abwandlung der vorstehend beschriebenen Bauweise kann der Kolben mit einem Zapfen - gemäß einem weiteren, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel - in eine stirnseitig der Kolbenstange eingebrachte Bohrung eingreifen. Der Zapfen bildet dann die Lauffläche für die Rollkörper.In a modification of the design described above, the piston can with a Pin - according to a further embodiment, not shown in the drawing - engage in a bore made on the front side of the piston rod. The cone then forms the tread for the rolling elements.

In Fig. 2 ist die Führung der Kolbenstange 3 innerhalb des Zylinderdeckels 7 dargestellt. Die Kolbenstangenführung weist eine Führungsbüchse 17 auf mit einer Aufnahme für einen Führungsring 18, der den Schaft der Kolbenstange 3 mit einer kreisbogenförmig nach innen gewölbten, verschleißfesten Gleitfläche umschließt. Über der Führungsbüchse 17 ist eine Abrollvorrichtung 20 angeordnet, deren Rollkörper 21 auf der Außenmantelfläche der Führungsbüchse 17 abrollen können. Die Führungsbüchse 17 ist mit oberen und unteren Federelementen 22 und 23 beidseitig auf dem mit dem Gehäusedeckel 7 fest verbundenen Gehäuse der Abrollvorrichtung 20 verschiebbar abgestützt. Der mit dem Hydraulikmedium befüllte Ringraum 6 ist durch im Zylinderdeckel 7 angeordnete Dichtungsringe 24 und 25 gegenüber dem Zylinder 1 und der Kolbenstange 3 und somit zur äußeren Atmosphäre abgedichtet. In den Raum 26 unterhalb der Führungsbüchse 17 herrscht der gleiche Öldruck wie im Ringraum 6, da über Spalte zwischen den Rollkörpern 21 und der Außenfläche der Führungsbüchse 17 eine hydraulische Verbindung besteht.In FIG. 2, the guide of the piston rod 3 is shown inside the cylinder cover 7. The piston rod guide has a guide bushing 17 with a receptacle for a guide ring 18 , which surrounds the shaft of the piston rod 3 with a wear-resistant sliding surface that is curved in the shape of a circular arc. A rolling device 20 is arranged above the guide bushing 17 , the rolling bodies 21 of which can roll on the outer lateral surface of the guide bushing 17 . The guide bushing 17 is supported with upper and lower spring elements 22 and 23 on both sides of the housing of the unwinding device 20 which is firmly connected to the housing cover 7 . The annular space 6 filled with the hydraulic medium is sealed off from the cylinder 1 and the piston rod 3 and thus from the outside atmosphere by sealing rings 24 and 25 arranged in the cylinder cover 7 . The same oil pressure as in the annular space 6 prevails in the space 26 below the guide bushing 17 , since there is a hydraulic connection via gaps between the rolling elements 21 and the outer surface of the guide bushing 17 .

Die mit dem hydraulischen Druck beaufschlagten Flächen der Führungsbüchse 17 sind gleich groß, so daß die hydraulischen Kräfte ausgeglichen sind und hierdurch keine Verschiebung verursacht wird.The areas of the guide bush 17 acted upon by the hydraulic pressure are of the same size, so that the hydraulic forces are balanced and no displacement is caused thereby.

Die mit einer Federbewegung einsetzende Bewegung der Kolbenstange 3 löst unter dem Einfluß der zwischen der Kolbenstange 3 und dem Führungsring 18 wirksamen Haftreibkraft eine Verschiebung der Führungsbüchse 17 gegenüber dem Zylinderdec­ kel 7 aus, wobei die Rollkörper 21 der Abrollvorrichtung 20 auf der Außenmantelfläche der Führungsbüchse 17 abrollen und wobei entweder das untere Federelement 23 vorgespannt und das obere Federelement 22 entspannt wird oder umgekehrt. Mit dieser Kolbenstangenführung wird die Kraft der Rollreibung und die Spannkraft des Federelements 22 ebenfalls dazu benutzt, um in der Anfangsphase der Kolbenstangen­ bewegung oder der Bewegungsumkehr die größere Haftreibkraft zu überwinden und den Fahrkomfort zu erhöhen. Da die Wirkungsweise identisch der zur Bewegung des Kolbens 5 schon beschriebenen ist, wird auf eine Detailbeschreibung verzichtet, da sich in der Beschreibung nur die Namen und Nummern der einzelnen Bauelemente unterscheiden.The movement of the piston rod 3 , which begins with a spring movement, triggers a displacement of the guide bushing 17 relative to the cylinder cover 7 under the influence of the static friction force effective between the piston rod 3 and the guide ring 18 , the rolling elements 21 of the rolling device 20 rolling on the outer lateral surface of the guide bushing 17 and wherein either the lower spring element 23 is biased and the upper spring element 22 is relaxed or vice versa. With this piston rod guide, the force of the rolling friction and the tensioning force of the spring element 22 are also used to overcome the greater static friction force in the initial phase of the piston rod movement or the reversal of movement and to increase the driving comfort. Since the mode of operation is identical to that already described for the movement of the piston 5 , a detailed description is dispensed with, since only the names and numbers of the individual components differ in the description.

Auch die Führung der Kolbenstange 3 innerhalb des Zylinderdeckels 7 wird in einer weiteren vorteilhaften Gestaltung so ausgeführt, daß das obere Federelement 22 nicht vorhanden ist und somit in Einfederungsrichtung im ersten Moment die Rollreibung wirkt, jedoch in Ausfederungsrichtung die Haftreibung. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie schon zum Kolben 5 beschrieben. The guidance of the piston rod 3 within the cylinder cover 7 is carried out in a further advantageous embodiment such that the upper spring element 22 is not present and thus the rolling friction acts in the deflection direction at first, but the static friction acts in the rebound direction. The mode of operation is the same as already described for piston 5 .

Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die dargestellten und beschriebenen Lösungen, sondern gilt für alle in diesem Sinne wirkenden Lösungen und Varianten.The invention is not limited to those shown and described Solutions, but applies to all solutions and variants that work in this sense.

Claims (8)

1. Zylinder-Kolbeneinheit für eine hydro-pneumatische Federung zur Radabstützung von Kraftfahrzeugen mit einem einseitig verschlossenen Zylinder, in dessen mit einem Hydraulikmedium befüllbaren Kolbenraum und Ringraum ein Kolben mit beidseitig gleich großen Kolbenflächen und eine damit verbundene Kolbenstange axialbeweglich gelagert sind, wobei der Kolben an der Zylinderinnenwandung und die aus dem Zylinder austretende Kolbenstange in einer im Zylinderdeckel angeordneten Führungsbüchse geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulisch ausgeglichene Kolben (5) auf Rollkörpern (16) relativ zur Kolbenstange (3) verschiebbar und wenigstens mit einem ringraumseitig angeordneten Federelement (10) an der Kolbenstange (3) abgestützt ist.1.Cylinder-piston unit for a hydro-pneumatic suspension for wheel support of motor vehicles with a cylinder locked on one side, in the piston space and annular space which can be filled with a hydraulic medium, a piston with piston surfaces of equal size on both sides and a piston rod connected to it are axially movably mounted, the piston on the cylinder inner wall and the piston rod emerging from the cylinder are guided in a guide bush arranged in the cylinder cover, characterized in that the hydraulically balanced piston ( 5 ) is displaceable on rolling elements ( 16 ) relative to the piston rod ( 3 ) and at least with a spring element ( 10 ) arranged on the annular space side ) is supported on the piston rod ( 3 ). 2. Zylinder-Kolbeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) eine die Kolbenstange (3) umschließende Kugelumlaufbüchse (12) aufweist, die zwischen etwa gleich starken ringraumseitig und kolbenraumseitig angeordneten Federelementen (10, 11) zur Kolbenstange (3) begrenzt axialbeweglich gehalten ist.2. Cylinder-piston unit according to claim 1, characterized in that the piston ( 5 ) has a piston rod ( 3 ) surrounding the ball bushing ( 12 ), which is arranged between the approximately annular ring side and piston chamber side spring elements ( 10 , 11 ) to the piston rod ( 3 ) is kept axially movable to a limited extent. 3. Zylinder-Kolbeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenseitige Ende der Kolbenstange (3) zapfenförmig abgesetzt ist und als Lauffläche für die in der Kugelumlaufbüchse (12) umlaufenden Kugeln (16) ausgebildet ist.3. Cylinder-piston unit according to claim 2, characterized in that the piston-side end of the piston rod ( 3 ) is offset in the form of a pin and is designed as a running surface for the balls ( 16 ) rotating in the ball bushing ( 12 ). 4. Zylinder-Kolbeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) mit einem Zapfen in eine stirnseitig der Kolbenstange (3) eingebrachte Bohrung eingreift, der die Lauffläche für die Rollkörper (16) bildet.4. Cylinder-piston unit according to claim 1, characterized in that the piston ( 5 ) engages with a pin in an end face of the piston rod ( 3 ), which forms the running surface for the rolling element ( 16 ). 5. Zylinder-Kolbeneinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) mit einem auf seiner Außenmantelfläche angeordneten Führungsring (14) mit Abstand von der Zylinderwandung geführt ist, wobei der Führungsring (14) eine kreisbogenför­ mig zur Zylinderwandung hin gewölbte, verschleißfeste, mit geringer Gleitreibung, jedoch beliebiger Haftreibung ausgestatteter Gleitfläche (15) aufweist.5. Cylinder-piston unit according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the piston ( 5 ) is guided at a distance from the cylinder wall with a guide ring ( 14 ) arranged on its outer lateral surface, the guide ring ( 14 ) being a circular arc mig has curved, wear-resistant sliding surface ( 15 ) with low sliding friction but any static friction. 6. Zylinder-Kolbeneinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (3) durch einen in der Führungsbüchse (17) gelagerten Führungsring (18) geführt ist, der die Kolbenstange (3) mit einer kreisbogenförmig nach innen gewölbten, verschleißfesten Gleitfläche (19) umschließt.6. Cylinder-piston unit according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the piston rod ( 3 ) is guided by a guide ring ( 18 ) mounted in the guide bush ( 17 ), which guides the piston rod ( 3 ) with a circular arc encloses curved, wear-resistant sliding surface ( 19 ). 7. Zylinder-Kolbeneinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbüchse (17) im Zylinderdeckel (7) über Federelemente (22, 23) relativ zur Zylinderwandung axial verschiebbar abgestützt ist.7. Cylinder-piston unit according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the guide bush ( 17 ) in the cylinder cover ( 7 ) via spring elements ( 22 , 23 ) is axially displaceably supported relative to the cylinder wall. 8. Zylinder-Kolbeneinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbüchse (17) über eine beidseitig auf Federelementen (22, 23) abgestützte Abrollvorrichtung (20) mit dem Zylinderdeckel (7) verbunden ist, wobei die Außenmantelfläche der Führungsbüchse (17) als Lauffläche für die mit den Hubbewegungen der Kolbenstange (3) abrollenden Rollkörper (21) ausgebildet ist8. Cylinder-piston unit according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the guide bushing ( 17 ) is connected to the cylinder cover ( 7 ) via a rolling device ( 20 ) supported on both sides by spring elements ( 22 , 23 ), the The outer circumferential surface of the guide bush ( 17 ) is designed as a running surface for the rolling bodies ( 21 ) rolling with the stroke movements of the piston rod ( 3 )
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