DE3702266A1 - Spring element for the wheel suspension of a motor vehicle - Google Patents

Abstract

A spring element (2) for the wheel suspension of a motor vehicle has a floating piston (6) in a housing (4), which piston separates a hydraulic chamber (5) from a first gas chamber (7). The hydraulic chamber (5) is connected by way of a line (15) to a hydraulic pump (1) and by way of a line (14) to the hydraulic cylinder (12'') of the damper (12) of a spring strut (3). In order to be able to adjust the dynamic spring constant, a second gas chamber (8) is provided, which can be connected to the first gas chamber (7) by a shut-off element (10). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federelement für die Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a spring element for the Wheel suspension of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Derartige hydropneumatische Federelemente oder Speicher sind bekannt. Auch ist bekannt, die Dämpfkraft dieser Federelemente zu variieren, indem z. B. ein Steuerschieber mit konischer Außenfläche vorgesehen ist, der in einem Durchfluß kontanten Querschnitts zwischen dem Hydraulikraum des Federelements und dem Hydraulikzylinder des Dämpfers des Federbeins zusammen mit dem hin- und herbeweglichen Trennelement des Federelements verschiebbar ist (DE-OS 31 11 410). Bei zunehmender Beladung des Fahrzeuges verklei­ nert so der konische Steuerschieber den Durchlaß, was zur Folge hat, daß die zwischen dem Federbein und dem Federele­ ment hin- und hergeschobene Hydraulikflüssigkeit den klei­ ner gewordenen Durchlaß passieren muß und damit die Bewegungen des Federbeines stärker gedämpft werden.Such hydropneumatic spring elements or memory are known. Also known is the damping force of this Varying spring elements by z. B. a spool is provided with a conical outer surface, which in one Flow constant cross section between the hydraulic space of the spring element and the hydraulic cylinder of the damper of the shock absorber together with the reciprocating Separating element of the spring element is displaceable (DE-OS 31 11 410). Reduce with increasing load of the vehicle So the conical spool slows the passage, which leads to The consequence is that between the strut and the Federele hydraulic fluid pushed back and forth the small ner passage must pass and thus the Movements of the shock absorber are dampened more.

Nachteilig bei der bekannten Radaufhängung ist, daß die dynamische Federsteifigkeit nicht beeinflußbar ist. D. h. das bekannte Federelement weist z. B. bei hoher Beladung des Fahrzeuges einen relativ großen Federweg auf, kann also durchschlagen. Im Hinblick auf Einzelhindernisse oder in Abhängigkeit des Beladungszustandes des Fahrzeuges wäre es deshalb erwünscht, nicht nur die Dämpfkraft sondern auch die Federsteifigkeit einstellen zu können.A disadvantage of the known wheel suspension is that dynamic spring stiffness cannot be influenced. I.e. the known spring element has z. B. at high loads of the vehicle on a relatively large travel, so can punch through. With regard to individual obstacles or in It would depend on the loading condition of the vehicle therefore desirable, not only the damping force but also to be able to adjust the spring stiffness.

Aus der DE-OS 34 03 649 geht eine Radaufhängung hervor, bei der der Stoßdämpfer zwei durch ein Ventil trennbare Hydraulikkammern aufweist, wobei das Ventil über eine sich in der Kolbenstange erstreckende Steuerstange betätigbar ist. Uber dem Stoßdämpfer ist koaxial zur Kolbenstange eine erste und eine zweite Gaskammer vorgesehen, die über eine sich durch die Kolbenstange erstreckende Leitung miteinan­ der verbindbar sind. Auf diese Weise kann zwar durch Verbindung der beiden Hydraulikräume bzw. der beiden Gasräume sowohl die Dämpfkraft wie die Federsteifigkeit geändert werden. Das bekannte System weist jedoch erhebli­ che Nachteile auf.DE-OS 34 03 649 shows a wheel suspension, at the shock absorber two separable by a valve Has hydraulic chambers, the valve over a Control rod extending in the piston rod can be actuated is. There is a coaxial to the piston rod above the shock absorber  first and a second gas chamber are provided which have a line extending through the piston rod which are connectable. This way, though Connection of the two hydraulic rooms or the two Gas spaces both the damping force and the spring stiffness be changed. However, the known system has a considerable advantage disadvantages.

So führen an dieser Radaufhängung angreifende Querkräfte zu einer hohen Reibung oder gar Klemmung axial verschieblicher Teile, so daß das bekannte System insbesondere für radführende Radaufhängungselemente, also z. B. für McPher­ son-Vorderachsen ungeeignet ist. Ferner ist ein relativ großer Zentralgasspeicher erforderlich, um bei Zuschaltung des zweiten Gasraumes die Niveaulage zu erhalten. Auch weist die sich durch die Kolbenstange erstreckende Leitung, die die beiden Gasräume miteinander verbindet, einen geringen Querschnitt sowie zahlreiche Querschnittsänderun­ gen und Richtungsänderungen auf, führt also zu einer relativ großen Drosselwirkung und damit zu einer Abnahme der Federungsfunktion der Gaskammern, insbesondere bei höherfrequenten Anregungen.This leads to transverse forces acting on this suspension a high friction or even clamping axially displaceable Parts, so that the known system especially for wheel-guiding suspension elements, e.g. B. for McPher front axles is unsuitable. Furthermore, one is relative large central gas storage required to when switched on to maintain the level of the second gas space. Also has the line extending through the piston rod, that connects the two gas spaces, one small cross-section and numerous cross-section changes conditions and changes in direction, thus leads to a relatively large throttling effect and thus to a decrease the suspension function of the gas chambers, especially at higher frequency suggestions.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Kraftfahrzeugen mit Niveauregelung eine einfach aufgebaute, auch für die Vorderachse geeignete Radaufhängung mit einer veränderbaren dynamischen Federsteifigkeit zu schaffen.The object of the invention is to use in motor vehicles Level control a simple structure, also for the Front axle suitable wheel suspension with a changeable to create dynamic spring stiffness.

Dies wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angege­ bene Federelement erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Feder­ elements gekennzeichnet. According to the invention, this is indicated by that in claim 1 Level spring element reached. In the subclaims are advantageous embodiments of the spring according to the invention elements.  

Erfindungsgemäß ist also die dynamische Federkonstante oder Federsteifigkeit der teiltragenden Luftfeder des hydropneu­ matischen Federelements durch Zu- und Abschalten des zweiten Gasraumes zum ersten Gasraum veränderbar.According to the invention, the dynamic spring constant is or Spring stiffness of the partially supporting air spring of the hydropneu Matic spring element by switching the second gas space changeable to the first gas space.

Wesentlich ist dabei, daß während eines Niveauregelvorgan­ ges das Absperrorgan druckentlastet ist, d. h. in den beiden Gasräumen ungefähr der gleiche Druck herrscht.It is essential that during a level control process the shut-off device is relieved of pressure, d. H. in the the pressure in both gas spaces is approximately the same.

Unterschiedliche Drücke können insbesondere dann auftreten, wenn die Niveauregelung nach Fahrtbeginn aktiv wird. Um in diesem Fall Druckgleichheit in beiden Gasräumen zu erzie­ len, kann gemäß Anspruch 3 zwischen den beiden Gasräumen ein hin- und herbeweglicher Kolben vorgesehen sein. Bei nichtveränderbarem Volumen beider Gasräume, also einer festen Trennwand zwischen beiden Gasräumen, kann gemäß Anspruch 13 eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die bei Zu- und Abfluß von Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulik­ quelle zum Hydraulikraum des Federelements bzw. vom Hydraulikraum zur Hydraulikquelle, das Absperrorgan öffnet.Different pressures can occur in particular if the level control becomes active after the start of the journey. To in in this case to achieve pressure equality in both gas spaces len, can according to claim 3 between the two gas spaces a reciprocating piston may be provided. At unchangeable volume of both gas spaces, i.e. one fixed partition between the two gas spaces, can according to Claim 13, a control device can be provided, which at Inflow and outflow of hydraulic fluid from the hydraulics source to the hydraulic space of the spring element or from Hydraulic chamber to the hydraulic source, the shut-off valve opens.

Zweckmäßigerweise ist dazu zwischen der Hydraulikquelle und dem Hydraulikraum ein Absperrorgan vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung das Absperrorgan zwischen den beiden Gasräumen bei geöffnetem Absperrorgan zwischen Hydraulik­ quelle und Hydraulikraum öffnet. D. h., solange das Absperrorgan zwischen Hydraulikquelle und Hydraulikraum geöffnet ist, ist auch das Absperrorgan zwischen den beiden Gasräumen geöffnet.It is expedient to do this between the hydraulic source and the hydraulic chamber is provided with a shut-off device, the Control device the shut-off device between the two Gas rooms with the shut-off device between the hydraulics open source and hydraulic chamber opens. That is, as long as that Shut-off device between hydraulic source and hydraulic room is open, the shut-off device is between the two Gas rooms open.

Ferner können Abweichungen des Drucks in den beiden Gasräumen auftreten, wenn eine Abschaltung des zweiten Gasraums zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem das Federele­ ment gerade ganz ein- oder ausgefedert ist. Um eine auf diese Weise zwischen den beiden Gasräumen unerwünscht große Druckdifferenz zu verhindern, kann gemäß dem Anspruch 15 eine weitere Steuereinrichtung vorgesehen sein, welche ein Schließen des Absperrorgans zwischen den beiden Gasräumen verhindert, wenn sich der Dämpferkolben gerade in der Nähe seiner Endlagen befindet.Furthermore, variations in pressure in the two Gas spaces occur when the second turns off Gas space occurs at a time when the Federele  ment is just fully compressed or rebounded. To get one on this way between the two gas spaces undesirably large Preventing pressure difference can, according to claim 15 a further control device can be provided, which a Closing the shut-off device between the two gas spaces prevents when the damper piston is just nearby its end positions.

Diese Einrichtung kann z. B. durch ein Überdruckventil zwischen den beiden Gasräumen gebildet sein, das sich bei der vorgegebenen Druckdifferenz öffnet.This facility can e.g. B. by a pressure relief valve be formed between the two gas spaces, which at the specified pressure difference opens.

Das hin- und herbewegliche Trennelement des erfindungsgemä­ ßen Federelements zwischen dem Hydraulikraum und dem ersten Gasraum hat dafür zu sorgen, daß zwischen diesen beiden Räumen ein Druckausgleich stattfinden kann. D. h. es kann sich um einen in einem Zylinder hin- und herbeweglichen Kolben oder z. B. um eine Membran handeln.The reciprocating separating element of the invention ß spring element between the hydraulic chamber and the first Gas space has to ensure that between these two Pressure equalization can take place. I.e. it can moving around in a cylinder Piston or z. B. act as a membrane.

Um den Fahrkomfort bei schneller Fahrt und bei Einzelhin­ dernissen weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft, den Gasdurchtrittsquerschnitt des Absperrorgans zwischen den beiden Gasräumen möglichst groß zu bemessen.For driving comfort when driving fast and individually To further improve knowledge, it is advantageous to Gas passage cross section of the shut-off device between the dimensioned as large as possible in both gas spaces.

Bei hochfrequenter Anregung des Federelements steigt nämlich die Durchtrittsgeschwindigkeit des Gases durch das Absperrorgan. Dies hat zur Folge, daß der Drosselwiderstand und damit die Federungsfunktion der durch die beiden Gasräume gebildeten teiltragenden Luftfeder abnimmt.With high frequency excitation of the spring element increases namely the passage speed of the gas through the Shut-off device. As a result, the throttle resistance and thus the suspension function of the two Partial air spring formed gas spaces decreases.

Da die Reifen eines Kraftfahrzeuges Frequenzen über 20 s^-1 normalerweise schlucken (vgl. F. Frühauf, Fortschr.-Beri­ chte VDI, Reihe 12, Nummer 57, 1985) ist gemäß dem Anspruch 16 die Gasdurchtrittsöffnung des Absperrorgans derart zu bemessen, daß ein Drosseleffekt bis zu einer Frequenz des Kolbens zwischen Hydraulikraum und ersten Gasraum von 20 s¹ verhindert ist. D. h. es ist ein großer Querschnitt der Öffnung und ein kurzer Strömungsweg in dem Absperrorgan zwischen den beiden Gasräumen vorzusehen.Since the tires of a motor vehicle normally swallow frequencies above 20 s ^-1 (cf. F. Fruehauf, Progr. Reports VDI, row 12, number 57, 1985), the gas passage opening of the shut-off device is to be dimensioned in such a way that a Throttling effect up to a frequency of the piston between the hydraulic space and the first gas space of 20 s ^{1 is} prevented. I.e. a large cross section of the opening and a short flow path must be provided in the shut-off device between the two gas spaces.

Das Absperrorgan zwischen den beiden Gasräumen kann ein Ventil, ein Schieber, z. B. ein Drehschieber, oder ein Hahn sein.The shut-off device between the two gas spaces can be a Valve, a slide valve, e.g. B. a rotary valve, or a tap be.

Die Betätigung des Absperrorgans kann mechanisch, hydrau­ lisch, pneumatisch oder magnetisch erfolgen.The shut-off device can be actuated mechanically, hydraulically misch, pneumatically or magnetically.

Zur Betätigung des Absperrorgans zwischen den beiden Gasräumen von außen kann ein nach außen geführtes Steuer­ element vorgesehen sein, z. B. im Falle eines mechanischen Steuerelements eine nach außen ragende Betätigungsstange.To actuate the shut-off device between the two Gas spaces from the outside can be an outside tax element may be provided, e.g. B. in the case of a mechanical Control an outwardly protruding actuating rod.

Die Abdichtung des Steuerelements ist durch den hohen Druck in den beiden Gasräumen von beispielsweise bis zu 150 bar gegenüber der Außenluft mit Problemen verbunden. Diese Probleme werden gemäß dem Anspruch 7 in eleganter Weise dadurch gelöst, daß das Steuerelement bzw. die Betätigungs­ stange zur Abdichtung der Gasräume nach außen sich durch einen Ringraum erstreckt, der mit dem Hydraulikraum verbunden ist.The sealing of the control element is due to the high pressure in the two gas rooms, for example up to 150 bar problems with the outside air. These Problems are solved according to claim 7 in an elegant manner solved in that the control or the actuation rod to seal off the gas spaces from the outside an annulus extending with the hydraulic space connected is.

D. h. es ist eine Abdichtung Gas unter hohem Druck gegen Hydraulikflüssigkeit und Hydraulikflüssigkeit gegen Außen­ luft für das Steuerelement vorgesehen. Im Gegensatz zur Abdichtung Gas mit hohem Druck gegen Außenluft ist eine Abdichtung Hydraulikflüssigkeit gegen Gas bzw. Luft durch konventionelle Dichtungsmaßnahmem relativ leicht zu reali­ sieren, z. B. durch O-Ringe, Lippen-Dichtungen oder dergleichen. Durch den Ringraum wird gleichzeitig die erforderliche Gleiteigenschaft des Steuerelements sicherge­ stellt.I.e. it is a seal against gas under high pressure Hydraulic fluid and hydraulic fluid to the outside air provided for the control. In contrast to Sealing gas with high pressure against outside air is one Sealing hydraulic fluid against gas or air conventional sealing measures relatively easy to achieve  sieren, z. B. by O-rings, lip seals or the like. Through the annulus, the required sliding property of the control securely poses.

Statt eines nach außen geführten Steuerelements kann weiterhin gemäß den Ansprüchen 8 bis 11 ein außen am Federelement angebrachter Elektromagnet vorgesehen sein. Diese Ausführungsform ist dann besonders vorzuziehen, wenn gemäß dem Anspruch 12 der zweite Gasraum konzentrisch um den ersten Gasraum angeordnet ist. Dadurch ist nämlich der Abstand zwischen dem Ventilkörper und dem Elektromagneten relativ gering.Instead of an external control element further according to claims 8 to 11 on the outside Spring element attached electromagnet may be provided. This embodiment is particularly preferable if according to claim 12, the second gas space concentrically the first gas space is arranged. That is because Distance between the valve body and the electromagnet relatively low.

Falls zwischen dem Hydraulikraum und dem ersten Gasraum ein Kolben als Trennelement vorgesehen ist, sind kaum Abdich­ tungsprobleme gegeben, schon weil in beiden Räumen ungefähr gleiche Drücke herrschen. Ein Kolbenring an diesem Kolben reicht zur gasdichten Abdichtung im allgemeinen aus.If between the hydraulic space and the first gas space Piston is provided as a separating element, are hardly Abdich problems, if only because they are roughly in both rooms same pressures prevail. A piston ring on this piston is generally sufficient for gas-tight sealing.

Das erfindungsgemäße Federelement kann gemäß dem Anspruch 18 einen Steuerschieber mit konischer Außenfläche nach der DE-OS 31 11 410 aufweisen. Damit wird in der Federstellung "weich" , also bei Verbindung beider Gasräume, ein weiterer wünschenswerter Effekt durch Verstärkung der wegabhängigen Dämpfungscharakteristik im Sinne einer stärkeren Bedämpfung großer Schwingwege erreicht.The spring element according to the invention can according to the claim 18 a control slide with a conical outer surface according to the DE-OS 31 11 410 have. So that is in the spring position "soft", ie when the two gas spaces are connected, another desirable effect by increasing the path-dependent Damping characteristics in the sense of a stronger damping large vibration paths reached.

Auch ist es möglich, das erfindungsgemäße Federelement mit einem Federbein zu verbinden, welches einen Dämpfer mit zwei durch ein steuerbares Ventil miteinander verbindbaren Hydraulikkammern aufweist. Durch einen derartigen verstell­ baren Dämpfer kann durch gleichzeitige Anpassung der Aufbaufederkonstante ein Optimum bezüglich Fahrkomfort und Fahrsicherheit erreicht werden. It is also possible to use the spring element according to the invention to connect a shock absorber, which a damper with two connectable by a controllable valve Has hydraulic chambers. By such an adjustment ed damper can be adjusted by adjusting the Body spring constant an optimum in terms of driving comfort and Driving safety can be achieved.  

Mit dem erfindungsgemäßen Federelement wird also z. B. eine weitere Verbesserung des Fahrkomforts im Hinblick auf Einzelhindernisse durch situationsbedingte Schaltung der Federung "weich", d. h. durch Verbindung der beiden Gasräume miteinander, erreicht. Solche Einzelhindernisse können durch einen Detektor, z. B. einen Beschleunigungsde­ tektor erfaßt werden, der dann die Betätigungseinrichtung des Absperrorgans zwischen den beiden Gasräumen betätigt.With the spring element according to the invention. Legs further improve driving comfort with regard to Individual obstacles due to the situation-related switching of the "Soft" suspension, i.e. H. by connecting the two Gas spaces with each other, reached. Such individual obstacles can by a detector, e.g. B. an acceleration end tector are detected, then the actuator of the shut-off device between the two gas spaces.

Nachstehend sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Federelements anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen jeweils schematisch:Below are embodiments of the invention Spring element described with reference to the drawing. In this each show schematically:

Fig. 1 die Darstellung eines Hydraulikkreislaufes mit erfindungsgemäßen Federelementen; und Fig. 1 is an illustration of a hydraulic circuit according to the invention with spring elements; and

Fig. 2 bis 4 einen Schnitt durch jeweils eine andere Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Federelementes. Fig. 2 to 4 a section through a different Ausfüh approximate shape of the spring element according to the invention.

Gemäß Fig. 1 weist der zur Federung und Dämpfung eines PKW dienende Hydraulikkreislauf eine mit einer Hydraulikpumpe 1 versehene Hydraulikquelle, zwei Federelemente 2 und zwei Federbeine 3 auf.Referring to FIG. 1, the serving for the suspension and damping of a car hydraulic circuit to a hydraulic pump 1 provided with a hydraulic source, two spring elements 2 and two spring legs 3.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, weist jedes Federelement 2 in einem zylindrischen Gehäuse 4 einen Hydraulikraum 5, einen vom Hydraulikraum 5 durch einen Schwimmkolben 6 gasdicht getrennten ersten Gasraum 7, einen davon durch eine Trennwand 9 getrennten zweiten Gasraum 8, ein Absperrorgan 10 zur Verbindung der beiden Gasräume 5 und 8 miteinander sowie eine Betätigungseinrichtung 11 für das Absperrorgan 10 auf. Der Schwimmkolben 6 führt dabei zur Druckgleichheit im Hydraulikraum 5 und im ersten Gasraum 7.As can be seen in particular from FIG. 2, each spring element 2 has a hydraulic chamber 5 in a cylindrical housing 4 , a first gas chamber 7 gas-tightly separated from the hydraulic chamber 5 by a floating piston 6 , a second gas chamber 8 separated from it by a partition 9 , and a shut-off device 10 Connection of the two gas spaces 5 and 8 to one another and an actuating device 11 for the shut-off element 10 . The floating piston 6 leads to equal pressure in the hydraulic chamber 5 and in the first gas chamber 7 .

Das Federbein 3 weist einen Teleskopdämpfer 12 und eine sich an Platten 13′, 13′′ an der Kolbenstange 12′ bzw. am Zylinder 12′′ des Dämpfers 12 abstützende Schraubenfeder 13 auf. An der von der Kolbenstange 12′ abgewandten Seite des Kolbens 12′′′ ist der Zylinder 12′′ mit dem Hydraulikraum 5 des Federelementes 2 über eine Hydraulikleitung 14 verbun­ den.The shock absorber 3 has a telescopic damper 12, and an on plates 13 ', 13' 'supported on the piston rod 12' and the cylinder 12 '' of the damper 12 coil spring 13. On the side facing away from the piston rod 12 'of the piston 12 ''', the cylinder 12 '' is connected to the hydraulic chamber 5 of the spring element 2 via a hydraulic line 14 .

Mit der Hydraulikpumpe 1 ist der Hydraulikraum 5 des Federelementes 2 über die Hydraulikleitung 15 verbunden, in welcher, wie bei einer normalen Niveauregelung, ein Absperrorgan bzw. Ventil 16 angeordnet ist. Das Ventil 16 ist über eine Steuerleitung 17′ mit einer Steuereinrichtung 17 verbunden, welche mit der Betätigungseinrichtung 11 für das Absperrorgan 10 zwischen den beiden Gasräumen 7 und 8 über eine Steuerleitung 17′′ verbunden ist.The hydraulic chamber 5 of the spring element 2 is connected to the hydraulic pump 1 via the hydraulic line 15 , in which, as in a normal level control, a shut-off device or valve 16 is arranged. The valve 16 is connected via a control line 17 'to a control device 17 which is connected to the actuating device 11 for the shut-off device 10 between the two gas spaces 7 and 8 via a control line 17 ''.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Trennwand 9 zwischen dem ersten Gasraum 7 und dem zweiten Gasraum 8 am Gehäuse 4 des Federelementes befestigt und das Absperrorgan 10 als Hahn ausgebildet.As can be seen from FIG. 2, the partition 9 between the first gas space 7 and the second gas space 8 is fastened to the housing 4 of the spring element and the shut-off element 10 is designed as a tap.

D. h. das Absperrorgan 10 weist einen Abschließkörper oder ein Küken 18 auf, welcher bzw. welches mittels einer aus dem Gehäuse 1 ragenden Betätigungsstange 19 betätigbar ist. Der Abschließkörper 18 ist in einem auf der Trennwand 9 befestigten Gehäuse 20 mit einer Öffnung 21 gelagert, wobei in Höhe der Öffnung 21 im Abschließkörper 18 ein quer zur Drehachse der Betätigungsstange 19 verlaufende Bohrung 22 vorgesehen ist, von der sich eine Längsbohrung 23 in den ersten Gasraum 7 erstreckt. Wenn wie in Fig. 2 gezeigt, die Querbohrung 22 mit der Öffnung 21 im Gehäuse 20 fluchtet, werden also die beiden Gasräume 7 und 8 miteinander verbunden.I.e. the shut-off element 10 has a closing body or a plug 18 which can be actuated by means of an actuating rod 19 protruding from the housing 1 . The closing body 18 is mounted in a housing 20 fastened to the partition 9 with an opening 21 , a bore 22 extending transversely to the axis of rotation of the actuating rod 19 being provided at the level of the opening 21 in the closing body 18 , from which a longitudinal bore 23 extends into the first Gas space 7 extends. If, as shown in FIG. 2, the transverse bore 22 is aligned with the opening 21 in the housing 20 , the two gas spaces 7 and 8 are connected to one another.

Die Abdichtung des Absperrorgans 10 bzw. der beiden Gasräume 7 und 8 voneinander kann z. B. durch einen O-Ring 18′ im Gehäuse 20 des Absperrorganes 10 erfolgen.The sealing of the shut-off device 10 or the two gas spaces 7 and 8 from each other can, for. B. by an O-ring 18 'in the housing 20 of the shut-off device 10 .

Die gesamte Gasmasse in beiden Gasräumen 7 und 8 ist bei dem erfindungsgemäßen Federelement also unveränderlich.The total gas mass in both gas spaces 7 and 8 is therefore unchangeable in the spring element according to the invention.

Das Federelement nach Fig. 2 funktioniert folgendermaßen: Bei Be- und Entladung des Fahrzeuges, d. h. während der Aktivität der Niveauregelung wird das Ventil 16 geöffnet und über die Hydraulikleitung 15 Hydraulikflüssigkeit mittels der Hydraulikpumpe 1 dem Hydraulikraum 5 im Federelement 3 zu- bzw. vom Hydraulikraum 5 zur Druckmit­ telquelle abgeführt. . The spring element according to Figure 2 operates as follows: When loading and unloading of the vehicle, that is, while the activity of the level control valve 16 is opened and supply the hydraulic chamber 5 in the spring element 3 via the hydraulic line 15 hydraulic liquid by means of the hydraulic pump 1 and the hydraulic chamber 5 discharged to Druckmit telquelle.

Die bei geöffnetem Ventil 16 über die Steuerleitung 17′ angesteuerte Steuereinrichtung 17 steuert über die Steuer­ leitung 17′′ die Betätigungseinrichtung 11 für das Absperr­ organ 10 derart an, daß das Absperrorgan 10 geöffnet wird und damit die beiden Gasräume 7 und 8 miteinander verbunden werden. D. h. der Schwimmkolben 6 führt zu einer Kompres­ sion bzw. Expansion beider Gasräume 7 und 8 während der Niveauregelung.With the valve 16 open via the control line 17 'controlled control device 17 controls via the control line 17 ''the actuating device 11 for the shut-off organ 10 in such a way that the shut-off device 10 is opened and thus the two gas spaces 7 and 8 are connected to one another. I.e. the floating piston 6 leads to a compression or expansion of both gas spaces 7 and 8 during the level control.

Bei Schwingbewegungen des Federbeines 3, angeregt durch Fahrbahnunebenheiten, wird eine vom Schwingweg des Feder­ beines 3 abhängige Hydraulikflüssigkeitsmenge durch den Arbeitskolben 12′′′ des Federbeines 3 über die Hydraulik­ leitung 14 zwischen dem Zylinder 12′′ des Federbeines 3 und dem Hydraulikraum 5 des Federelementes 2 hin- und herge­ schoben und dabei über den Schwimmkolben 6 gegen das jeweils geschaltete Gasvolumen, d. h. entweder gegen das Gasvolumen im ersten Gasraum 7 oder mit durch das Absperrorgan 10 zugeschaltetem zweiten Gasraum 8 gegen das gesamte Gasvolumen der beiden Gasräume 7 und 8 abgefedert. D. h. es kann in zwei Schaltstufen durch Zu- und Abschalten des zweiten Gasraumes 8 die dynamische Federsteifigkeit des Gaspolsters in der für das Schwingverhalten jeweils günstigsten Form beeinflußt werden.During swinging movements of the strut 3 , stimulated by bumps in the road, a quantity of hydraulic fluid dependent on the swing path of the spring leg 3 through the working piston 12 '''of the strut 3 via the hydraulic line 14 between the cylinder 12 ''of the strut 3 and the hydraulic chamber 5 of the spring element 2 pushed back and forth and thereby cushioned via the floating piston 6 against the respective switched gas volume, ie either against the gas volume in the first gas space 7 or with the second gas space 8 connected by the shut-off element 10 against the total gas volume of the two gas spaces 7 and 8 . I.e. it can be influenced in two switching stages by switching the second gas space 8 on and off, the dynamic spring stiffness of the gas cushion in the most favorable form for the vibration behavior.

Die Ausführungsform des Federelements nach Fig. 3 unter­ scheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß die feste Trennwand 9 durch einen Schwimmkol­ ben 24 ersetzt ist und das Gehäuse 26 des Absperrorganes 10′ im zweiten Gasraum 8 am Federelementgehäuse 4 befestigt ist, wobei die Öffnung 25 des Absperrorgan-Gehäuses 26 schlitzförmig ausgebildet, also um den Freiheitsgrad der Bewegung des Schwimmkolbens 24 erweitert ist.The embodiment of the spring element according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 essentially in that the fixed partition 9 is replaced by a floating piston ben 24 and the housing 26 of the shut-off element 10 'in the second gas space 8 is fastened to the spring element housing 4 , wherein the opening 25 of the shut-off device housing 26 is slit-shaped, that is to say it is expanded by the degree of freedom of movement of the floating piston 24 .

Mit der Ausführungsform nach Fig. 3 wird eine kontinuier­ liche Anpassung der dynamischen Federsteifigkeit ermög­ licht.With the embodiment according to FIG. 3, a continuous adjustment of the dynamic spring stiffness is made possible.

Weiterhin kann bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die Steuereinrichtung 17 entfallen, da sich auch bei Aktivität der Niveauregelung ein gleicher Druck zwischen den beiden Gasräumen 7 und 8 einstellt.Furthermore, in the embodiment according to FIG. 3, the control device 17 can be omitted since the same pressure is established between the two gas spaces 7 and 8 even when the level control is active.

Bei Gasräumen mit konstanter Gasmasse unter hohem Druck, wie bei den Gasräumen 7 und 8, stellen Langzeit-Gasverluste durch Undichtigkeiten ein großes Problem dar. Solche Undichtigkeiten können bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 des erfindungsgemäßen Federelementes insbesondere durch die durch das Federelementgehäuse 4 hindurchgehende Betätigungsstange 19 auftreten.In gas spaces with a constant gas mass under high pressure, such as in gas spaces 7 and 8 , long-term gas losses due to leaks represent a major problem. In the embodiments according to FIGS. 2 and 3 of the spring element according to the invention, such leaks can be caused in particular by the spring element housing 4 through operating rod 19 occur.

Diesem Abdichtproblem wird gemäß Fig. 2 und 3 in eleganter Weise dadurch begegnet, daß die Betätigungsstange 19 durch ein Gehäuse 27 hindurchgeführt ist, in der eine z. B. als O-Ring 30 ausgebildete Primärdichtung durch einen sich um die Betätigungsstange 19 erstreckenden Ringraum 28, der über eine Hydraulikleitung 29 mit dem Hydraulikraum 5 verbunden ist, unterstützt wird.This sealing problem is countered according to FIGS . 2 and 3 in an elegant manner in that the actuating rod 19 is passed through a housing 27 in which a z. B. designed as an O-ring 30 primary seal is supported by an actuating rod 19 extending annular space 28 which is connected via a hydraulic line 29 to the hydraulic space 5 .

Dadurch ist der Druck der Hydraulikflüssigkeit im Ringraum 28 etwa gleich dem Gasdruck im zweiten Gasraum 8. Die Abdichtung der unter hohem Druck stehenden Hydraulikflüs­ sigkeit im Ringraum 28 gegen die Außenluft, also Atmosphä­ rendruck, ist relativ leicht durch konventionelle Dich­ tungsmaßnahmen zu lösen, z. B. durch den weiteren O-Ring 31, Lamellendichtungen oder dergleichen.As a result, the pressure of the hydraulic fluid in the annular space 28 is approximately equal to the gas pressure in the second gas space 8 . The sealing of the hydraulic fluid under high pressure in the annular space 28 against the outside air, that is atmospheric pressure, is relatively easy to solve by conventional sealing measures, for. B. by the further O-ring 31 , lamellar seals or the like.

Die Ausführungsform des Federelements nach Fig. 4 unter­ scheidet sich von denjenigen nach Fig. 2 und 3 im wesentli­ chen dadurch, daß der zweite Gasraum 8′ konzentrisch um das zylindrische Gehäuse 4′ des ersten Gasraumes 7′ angeordnet ist und das Absperrorgan 10′′ für die an der vom Kolben 6 abgewandten Wandung des zylindrischen Gehäuses 4′ angeord­ nete Öffnung 37 durch ein Tellerventil gebildet wird, dessen ferromagnetischer Ventilteller 32 von einem außen am Gehäuse 33 des zweiten Gasraumes 8′ angeordneten Elektro­ magneten 34 betätigt wird. The embodiment of the spring element according to FIG. 4 differs from those according to FIGS. 2 and 3 in essence Chen in that the second gas space 8 'is arranged concentrically around the cylindrical housing 4 ' of the first gas space 7 'and the shut-off device 10 '' for the on the wall facing away from the piston 6 of the cylindrical housing 4 'angeord designated opening 37 is formed by a poppet valve, the ferromagnetic valve plate 32 is actuated by an outside of the housing 33 of the second gas chamber 8 ' arranged electro magnets 34 .

Das Gehäuse 33 des zweiten Gasraumes 8′ ist dabei im Bereich 35 des Elektromagneten 34 aus nicht ferromagneti­ schem Material gebildet. Der Ventilteller 32 kann dabei gegen eine Rückholfeder 36 von dem Elektromagneten 34 geöffnet werden.The housing 33 of the second gas space 8 'is formed in the region 35 of the electromagnet 34 made of non-ferromagnetic material. The valve plate 32 can be opened against a return spring 36 by the electromagnet 34 .

Die Ausführungsform nach Fig. 4 zeichnet sich einerseits durch günstige Einbauabmessungen und andererseits dadurch aus, daß die vorstehend geschilderten Dichtungsprobleme vollständig vermieden werden.The embodiment according to FIG. 4 is characterized on the one hand by favorable installation dimensions and on the other hand by the fact that the sealing problems described above are completely avoided.

Claims (18)

1. Federelement für die Radaufhängung eines Kraftfahrzeu­ ges, welches ein in einem Gehäuse hin- und herbewegli­ ches Trennelement aufweist, das einen Hydraulikraum von einem Gasraum gasdicht trennt, wobei der Hydraulikraum einerseits mit einer Hydraulikquelle und andererseits mit einem Federbein des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Gasraum (8, 8′) vorgesehen ist, der durch ein druckentlastetes Absperr­ organ (10, 10′, 10′′) mit dem ersten Gasraum (7, 7′) verbindbar ist.1. Spring element for the wheel suspension of a motor vehicle which has a back and forth movable separating element in a housing, which separates a hydraulic space from a gas space in a gas-tight manner, the hydraulic space being connectable on the one hand to a hydraulic source and on the other hand to a spring strut of the motor vehicle, thereby characterized in that a second gas space ( 8 , 8 ') is provided which can be connected to the first gas space ( 7 , 7 ') by a pressure-relieved shut-off element ( 10 , 10 ', 10 ''). 2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gasräume (7, 7′ und 8, 8′) durch eine Trennwand (9, 24, 4′) mit einer vom Absperrorgan (10, 10′, 10′′) verschließbaren Öffnung (21, 25, 37) vonei­ nander getrennt sind und das Absperrorgan (10, 10′, 10′′) von außen steuerbar ist.2. Spring element according to claim 1, characterized in that the two gas spaces ( 7 , 7 'and 8 , 8 ') by a partition ( 9 , 24 , 4 ') with one of the shut-off device ( 10 , 10', 10 '' ) closable opening ( 21 , 25 , 37 ) are separated from each other and the shut-off device ( 10 , 10 ' , 10'' ) is controllable from the outside. 3. Federelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Gasraum (8, 8′) und der erste Gasraum (7, 7′) durch einen hin- und herbeweglichen Kolben (24) getrennt sind. 3. Spring element according to claim 1 or 2, characterized in that the second gas space ( 8 , 8 ') and the first gas space ( 7 , 7 ') are separated by a reciprocating piston ( 24 ). 4. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (10, 10′) einen drehbaren Abschließkörper (18) aufweist, der eine quer zur Drehachse verlaufende Bohrung (22) aufweist und in einem Gehäuse (20, 26) gelagert ist, welches eine Öffnung (21, 25) zur Verbindung der Bohrung (22) mit einem der beiden Gasräume (8) aufweist.4. Spring element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shut-off device ( 10 , 10 ') has a rotatable locking body ( 18 ) which has a transverse to the axis of rotation bore ( 22 ) and in a housing ( 20 , 26th ) is mounted, which has an opening ( 21 , 25 ) for connecting the bore ( 22 ) with one of the two gas spaces ( 8 ). 5. Federelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnung (25) in dem Gehäuse (26) des Absperrorgans (10′) sich längs der Bewegungsrichtung des Kolbens (24) zwischen den beiden Gasräumen (7 und 8) erstreckt.5. Spring element according to claim 3 or 4, characterized in that the opening ( 25 ) in the housing ( 26 ) of the shut-off element ( 10 ') extends along the direction of movement of the piston ( 24 ) between the two gas spaces ( 7 and 8 ) . 6. Federelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (10, 10′) durch eine aus einem der beiden Gasräume (7, 8) ragende Stange (19) betätigbar ist.6. Spring element according to one of the preceding claims, characterized in that the shut-off element ( 10 , 10 ' ) by one of the two gas spaces ( 7 , 8 ) projecting rod ( 19 ) can be actuated. 7. Federelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Betätigungsstange (19) zur Abdichtung des betreffenden Gasraumes (8) nach außen durch einen Ringraum (28) erstreckt, der mit dem Hydraulikraum (5) verbunden ist.7. Spring element according to claim 6, characterized in that the actuating rod ( 19 ) for sealing the relevant gas space ( 8 ) extends outwards through an annular space ( 28 ) which is connected to the hydraulic space ( 5 ). 8. Federelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Absperrorgans (10′′) durch einen Elektromagneten (34) folgt. 8. Spring element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuation of the shut-off element ( 10 '') by an electromagnet ( 34 ) follows. 9. Federelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (34) außerhalb der beiden Gasräume (7′ und 8′) angeordnet ist.9. Spring element according to claim 8, characterized in that the electromagnet ( 34 ) outside the two gas spaces ( 7 'and 8 ') is arranged. 10. Federelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das die beiden Gasräume (7, 8) einschlie­ ßende Gehäuse (33) im Bereich (35) des Elektromagneten (34) aus nicht ferromagnetischem Material besteht.10. Spring element according to claim 8 or 9, characterized in that the two gas spaces ( 7 , 8 ) including housing ( 33 ) in the region ( 35 ) of the electromagnet ( 34 ) consists of non-ferromagnetic material. 11. Federelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (10′′) durch ein Ventil gebildet wird, dessen Ventilkörper (32) ferro­ magnetisch und vom Elektromagneten (34) weg federbela­ stet ist.11. Spring element according to one of claims 8 to 10, characterized in that the shut-off element ( 10 '') is formed by a valve, the valve body ( 32 ) ferro magnetic and the electromagnet ( 34 ) is spring loaded stably. 12. Federelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gasraum (8′) konzentrisch um den ersten Gasraum (7′) angeordnet ist.12. Spring element according to one of the preceding claims, characterized in that the second gas space ( 8 ') is arranged concentrically around the first gas space ( 7 '). 13. Federelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckentlastung der Absperrorgane (10, 10′′) eine Steuereinrichtung (17) vorgesehen ist, die bei Zu- und Abfluß von Hydraulik­ flüssigkeit von der Hydraulikquelle (Hydraulikpumpe 1) zum Hydraulikraum (5) des Federelements (2) bzw. vom Hydraulikraum (5) zur Hydraulikquelle das Absperrorgan (10, 10′′) zwischen den beiden Gasräumen (7, 8) öffnet.13. Spring element according to one of the preceding claims, characterized in that for relieving the pressure of the shut-off elements ( 10 , 10 ''), a control device ( 17 ) is provided, which with inflow and outflow of hydraulic fluid from the hydraulic source (hydraulic pump 1 ) to the hydraulic chamber ( 5 ) of the spring element ( 2 ) or from the hydraulic chamber ( 5 ) to the hydraulic source, the shut-off device ( 10 , 10 '') between the two gas spaces ( 7 , 8 ) opens. 14. Federelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hydraulikquelle (Hydraulikpumpe 1) und dem Hydraulikraum (5) des Federelements (2) ein Absperrorgan (16) vorgesehen ist und die Steuereinrich­ tung (17) das Absperrorgan (10, 10′′) zwischen den beiden Gasräumen (7, 8) bei geöffnetem Absperrorgan (16) zwischen Hydraulikquelle (Hydraulikpumpe 1) und dem Hydraulikraum (5) des Federelements (2) öffnet.14. Spring element according to claim 13, characterized in that between the hydraulic source (hydraulic pump 1 ) and the hydraulic chamber ( 5 ) of the spring element ( 2 ) a shut-off device ( 16 ) is provided and the Steuereinrich device ( 17 ) the shut-off device ( 10 , 10 '') Between the two gas spaces ( 7 , 8 ) with the shut-off element ( 16 ) open between the hydraulic source (hydraulic pump 1 ) and the hydraulic space ( 5 ) of the spring element ( 2 ). 15. Federelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Steuerein­ richtung vorgesehen ist, welche ein Schließen des Absperrorgans (10, 10′′) dann verhindert, wenn sich der Trennkolben (6) gerade in seiner Endlage befindet, um bei nachfolgenden Federungsbewegungen unerwünscht hohe Druckdifferenzen zwischen den beiden Gasräumen (7, 7′ und 8, 8′) zu vermeiden.15. Spring element according to one of the preceding claims, characterized in that a further Steuerein direction is provided which prevents the shut-off element ( 10 , 10 '') from closing when the separating piston ( 6 ) is currently in its end position in order to subsequent suspension movements to avoid undesirably high pressure differences between the two gas spaces ( 7 , 7 'and 8, 8'). 16. Federelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchtrittsquer­ schnitt des Absperrorgans derart bemessen ist, daß ein Drosseleffekt bis zu einer Frequenz des hin- und herbeweglichen Trennelements (Kolben 6) von 20 s^-1 verhindert ist.16. Spring element according to one of the preceding claims, characterized in that the gas passage cross section of the shut-off member is dimensioned such that a throttling effect up to a frequency of the reciprocating separating element (piston 6 ) of 20 s ^{-1 is} prevented. 17. Federelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur last- und wegabhängigen Veränderung der Dämpfungskraft vorgesehen ist.17. Spring element according to one of the preceding claims, characterized in that a device for load and path-dependent change in damping force is provided. 18. Federelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung der Dämpfungskraft einen Steuerschieber mit konzentrischer Außenfläche aufweist, der in einen Durchlaß mit zwischen dem Hydraulikraum (5) des Federelements (2) und dem Hydraulikzylinder (12′′) des Federbeins (3) in Bewe­ gungsrichtung des Trennelements (Kolben 6) verschiebbar ist.18. Spring element according to claim 17, characterized in that the device for changing the damping force has a spool with a concentric outer surface, which in a passage with between the hydraulic chamber ( 5 ) of the spring element ( 2 ) and the hydraulic cylinder ( 12 '') of the strut ( 3 ) in the direction of movement of the separating element (piston 6 ) is displaceable.