Die Erfindung betrifft ein Luftfedermodul bestehend aus ei ^¬ ner Luftfeder und einem Stoßdämpfer zur Federung und Dämpfung von Schwingungen eines Kraftfahrzeugfahrwerkes, mit wenigstens zwei mit Druckluft gefüllten Arbeitsräumen, wel ^¬ che über wenigstens ein Ventil verbindbar sind, einem Luft ^¬ federdeckel, einem daran befestigten luftdichten Rollbalg, welcher einen mit Druckluft gefüllten ersten Arbeitsraum mit einem Hauptvolumen mindestens teilweise begrenzt, einem Abrollkolben, welcher an einem Zylinderrohr des Stoßdämpfers befestigt ist und auf dem der Rollbalg abrollt.

Bei grundsätzlich bekannten Luftfedermodulen mit mehreren, jeweils ein Volumen (Volumen Vi bis Vi) aufweisenden Arbeitsräumen müssen vom Gesamtluftfedervolumen einzelne Volumen (Vgesamt =EVi) durch eine Trennwand und geeignete Schaltventile abgeteilt werden.

So ist beispielsweise aus der DE 102 00 632 AI eine Luftfe ^¬ der mit zwei Arbeitsräumen zu entnehmen, wobei der zweite Arbeitsraum mit einem Zusatzvolumen im Luftfederdeckel ausgebildet ist, so dass durch Abschaltung oder Zuschaltung des Zusatzvolumens zwischen sportlichem oder komfortablem Modus des Luftfedermoduls umgeschaltet werden kann.

Bei neueren Luftfederentwicklungen bestehen Anforderungen dahingehend, dass weitere Zwischenmodi zwischen Sport und Komfort geschaltet werden können sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Luftfedermodul mit mehre ^¬ ren Modi und mit einer geeigneten Schaltung der Volumen bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch das Luftfedermodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.

Das erfindungsgemäße Luftfedermodul ist dadurch gekenn ^¬ zeichnet, dass ein zweiter Arbeitsraum mit einem ersten Zusatzvolumen sowie ein dritter Arbeitsraum mit einem zweiten Zusatzvolumen vorgesehen sind und dass über wenigstens ein schaltbares Ventil wenigstens drei Volumenzustände schalt ^¬ bar sind. Hierdurch sind wenigstens drei verschiedene Modi realisierbar .

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das erste und das zweite Zusatzvolumen parallel zum Hauptvolumen geschaltet vorgesehen.

Zur Parallelschaltung der beiden Zusatzvolumen sind vor- zugsweise zwei 2/2-Wegeventile vorgesehen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zur Parallelschaltung der beiden Zusatzvolumen ein 3/3- Wegeventil vorgesehen ist. Hierdurch können neben Kosten- und Energieeinsparungen auch eine Gewichtseinsparung erzielt werden.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das erste und das zweite Zusatzvolumen zum Hauptvolumen in Reihe geschaltet vorgesehen sind. Vorteil hierbei ist, dass jeweils nur ein Ventil angesteuert werden muss. Das spart Energie und vereinfacht die Ansteuerung deutlich .

Zur Reihenschaltung des Hauptvolumens mit den beiden Zusatzvolumen sind dabei vorzugsweise zwei 2/2-Wegeventile vorgesehen .

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung hervor. Es zeigt jeweils stark:

Figur la und b ein Luftfedermodul mit drei Arbeitsräumen in zwei Längsschnitten;

Figur 2 eine Parallelschaltung der Zusatzvolumen mit zwei

2/2 -Wegeventilen;

Figur 3 eine Parallelschaltung der Zusatzvolumen mit einem 3/3-Wegeventil und

Figur 4 eine Reihenschaltung der Zusatzvolumen mit zwei

2 /2 -Wegeventilen . Fig. la und lb zeigen einen Ausschnitt eines beispielhaften Luftfedermoduls, bei welchem die Erfindung Anwendung finden kann. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungs ^¬ form des Luftfedermoduls beschränkt, sondern findet Anwen ^¬ dung bei allen Luftfedermodulen mit drei Arbeitsräumen.

Das Luftfedermodul besteht bekanntermaßen aus einer Luftfe ^¬ der 1 und einem Stoßdämpfer 2 zur Federung und Dämpfung von Schwingungen eines Kraftfahrzeugfahrwerkes, welches im Kraftfahrzeug vorzugsweise an einem ersten Ende karosserie ^¬ fest und an einem zweiten Ende an einer Radaufhängung befestigbar ist. Die Luftfeder 1 besteht aus einem karosseriefesten Luftfederdeckel 3, einem daran luftdicht mit ei ^¬ nem Klemmelement 4 befestigten ersten Ende eines Rollbalges 5, welcher einen ersten, mit Druckluft gefüllten Arbeitsbzw. Druckraum 6 mit einem Hauptvolumen VO mindestens teilweise begrenzt. Ein zweites Ende des Rollbalges 5 ist luft ^¬ dicht mit einem Abrollkolben 7 verbunden. Der Abrollkolben 7, auf welchem der Rollbalg 5 abrollen kann, ist an einem Zylinderrohr 8 des Stoßdämpfers 2 verbunden, wobei an das Zylinderrohr 8 vorzugsweise an der die Radaufhängung befestigbare Dämpfergabel 9 befestigt ist. Ein zweites Ende des Zylinderrohres weist an einer Stirnfläche eine Bohrung für eine Kolbenstange 10 des Stoßdämpfers 2 auf, wobei sich bei fast vollständiger Einfederung des Luftfedermoduls die Stirnfläche des Zylinderrohrs 8 an einer Zusatzfeder 11 ab ^¬ stützt, die konzentrisch zu einer Kolbenstange 10 des Stoß ^¬ dämpfers 2 angeordnet ist. Die Zusatzfeder 11 wird in einem Führungsring 12 geführt, welcher mit dem Luftfederdeckel 3 fest verbunden ist. Ein im Luftfederdeckel 3 angeordnetes Dämpferlager 13, wel ^¬ ches die Kolbenstange 10 des Stoßdämpfers 2 mit dem Luftfe ^¬ derdeckel 3 verbindet, hat die Aufgabe, hochfrequente Anre ^¬ gungen - bedingt durch die Straßenoberfläche - herauszufil- tern und so die systembedingte Trägheit des Stoßdämpfers 2 zu umgehen, welche sich negativ auf den Fahrkomfort auswirken würde .

Um zwischen verschiedenen Modi des Luftfedermoduls umschal ^¬ ten zu können, weist die Luftfeder 1 einen zweiten Arbeitsraum 14 mit einem ersten Zusatzvolumen ZV1 sowie einen dritten Arbeitsraum 15 mit einem zweiten Zusatzvolumen ZV2 auf, wobei über wenigstens ein angedeutetes, schaltbares Ventil 16 wenigstens drei Volumenzustände schaltbar sind.

Das gezeigte Luftfedermodul weist zwei Ventile 16,17 auf, deren Schaltung nachfolgend beschrieben wird.

Über die Ventile 16, 17, welche in Fig. lb - einer um 90°- gedrehten Schnittdarstellung von Fig. la - dargestellt sind, die beiden Arbeitsräume 14,15 mit dem ersten Arbeits ^¬ raum 6 verbindbar.

Der zweite und der dritte Arbeitsraum 14, 15 sind im Ab ^¬ rollkolben 7 übereinander, das Zylinderrohr 8 umgebend angeordnet und durch einen im Abrollkolben 7 vorgesehenen Zwischenboden 18 voneinander getrennt. Wie ersichtlich ist, erhöhen diese beiden zusätzlichen Arbeitsräume 14,15 den axialen Bauraumbedarf des Luftfedermoduls im Vergleich zu einer Anordnung im Luftfederdeckel 3 nicht bzw. nicht we ^¬ sentlich und die Ventile 16,17 können in einfacher Weise direkt am Abrollkolben 7 angeordnet werden. Der Abrollkolben 7 weist ein Außenrohr 19 mit einer Klemmkontur auf, an dem der Rollbalg 5 mittels eines Klemmele ^¬ mentes 21 befestigt ist und auf welchem der Rollbalg 5 ab ^¬ rollt. Ein Innenrohr 20, mit welchem der Abrollkolben 7 auf dem Zylinderrohr 8 positioniert ist, ist mit dem Außenrohr 19 im Bereich der Klemmkontur luftdicht verbunden. Die Verbindung erfolgt beispielsweise mit einer Rollnahtschwei- ßung, die beim Walzen des Klemmprofiles zeitgleich herge ^¬ stellt werden kann.

Wie aus Fig. la ersichtlich wird, ist der Abrollkolben 7 mehrteilig ausgebildet und weist wenigstens ein Kolbenteil, welches bei diesem Ausführungsbeispiel selbst mehrteilig aus einem Kolbenoberteil 22 und einem Kolbenunterteil 23 vorgesehen ist, sowie einen Boden 24 auf. Der Boden 24 verschließt das Kolbenunterteil 23, in welchem der Zwischenbo ^¬ den 18 vorgesehen ist. Durch den Boden 24 können Einzelteil-Toleranzen über die Gesamtlänge eliminiert werden.

Eine aus Kunststoff vorgesehene Kippsicherung 25 ist in ei ^¬ ner vollständig oder unterbrochen umlaufenden Sicke 26 des Innenrohres 20 spielfrei fixiert und ermöglicht eine gesi ^¬ cherte Befestigung des Abrollkolbens 7 auf dem Zylinderrohr 8 und gleichzeitig ein Luftaustausch des zweiten und drit ^¬ ten Arbeitsraumes 14, 15 mit dem ersten Arbeitsraum 6 in einfacher Weise ohne dass aufwendige konstruktive Maßnahmen zum Luftaustausch vorgesehen werden müssen.

Innen- und Außenrohr 19, 20 werden beispielsweise durch Rollieren von Aluminium- oder Stahl-Blech hergestellt. Das Kolbenunterteil 23 dagegen ist vorzugsweise aus Aluminium- Druckguß vorgesehen, wobei aber auch dünnwandiger Stahlguß denkbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der Zwischenboden 18 zwischen den beiden Arbeitsräumen 14, 15 integriert und dicht ist. Ebenso sind Ventilsitze 27, 28 und Ventilaufnah ^¬ men 29, 30 direkt ins Kolbenunterteil 23 integriert, so dass dieses eine komplette funktionale und fertigungstech ^¬ nische Einheit bildet. Auch können im Kolbenunterteil 23 beliebige Dellen 31 und Beulen 32 (in Fig. 4a gezeigt) un ^¬ tergebracht werden. So wird sichergestellt, dass auch in engen Bauräumen und bei ungünstigen kinematischen Stellungen stets genug Freigang zu Nachbarbauteilen erhalten bleibt .

Das Kolbenoberteil 22 wird so auf das Kolbenunterteil 23 aufgesetzt, dass beide Teile beispielsweise durch Reibrühr ^¬ schweißen luftdicht verschweißt werden können. Prinzipiell ist aber auch jedes andere Schweißverfahren möglich. Das Innenrohr 20 wird dagegen nur in das Kolbenunterteil 23 eingesteckt, wo es mit einer Dichtung 33 gedichtet wird, vorzugsweise mit einem O-Ring.

Nach der Montage des Bodens 24 werden Kolbenunterteil 23 und Boden 24 außen vorzugsweise durch Reibrührschweißen und innen durch Schmelzschweißen verschweißt.

Auf diese Art und Weise wird ein stabiler Abrollkolben 7 mit flexiblem Volumen und flexibel anpaßbarem Freigang zu Nachbarbauteilen hergestellt, der zudem wirtschaftlich zu fertigen ist.

In der dargestellten Form ist der Boden 24 gerade und die Ventile 16, 17 sind so positioniert, dass sie jeweils Zu ^¬ gang zu einem der beiden Zusatzvolumen 14, 15 schaffen. Aber es ist auch möglich, den Boden 24 beliebig zu gestal- ten und so die Volumenanteile flexibel an die jeweiligen Anforderungen anzupassen.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungen zur Aufteilung und Schaltung der Volumen VO, ZV1 und ZV2 beschrieben.

Fig. 2 und 3 zeigen jeweils eine Parallelschaltung der Zusatzvolumen ZV1 und ZV2.

Dabei zeigt Fig. 2 eine Parallelschaltung der beiden Zusatzvolumen ZV1 und ZV2, bei welcher beispielsweise die oben erwähnten Ventile 16,17 als 2/2-Wegeventile vorgesehen werden können.

Es ergeben sich somit vier mögliche Volumenzustände: VO

VO + ZV1

VO + ZV2

VO + ZV1 + ZV2

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zur Parallelschaltung der beiden Zusatzvolumen ZV1 und ZV2 ein 3/3-Wegeventil vorgesehen ist. Hierdurch können neben Kosten- und Energieeinsparungen auch eine Kosteneinsparung erzielt werden.

Eine weitere in Fig. 3 dargestellte Parallelschaltung sieht nun vor, nur ein Ventil 34 für die Schaltung beider Zusatzvolumen ZV1 und ZV2 zu verwenden. Hierzu kommt ein 3/3- Wegeventil, z.B. ausgeführt als Magnetventil, zum Einsatz. Das Ventil 34 wird geometrisch so zwischen Hauptvolumen VO und den beiden Zusatzvolumen ZV1, ZV2 angeordnet, dass folgende Verbindungsmöglichkeiten bestehen.

VO

VO + ZV1 oder VO + ZV2

VO + ZV1 + ZV2

Somit sind in Summe drei Volumenzustände umsetzbar. Das Verbinden des Hauptvolumens VO kann mit einem oder beiden Zusatzvolumen ZV1, ZV2 geschehen. Ein Verbinden der Zusatzvolumen ZV1, ZV2 unabhängig voneinander ist nicht möglich. Daher muss im Vorfeld in der geometrischen Gestaltung der Volumen im Kolben entschieden werden, welches der Volumen einzeln geschaltet werden kann.

VO sowie ZV1 und ZV2 müssen ferner geometrisch so angeordnet werden, dass eine Verbindung am Verstellsitz des Ventils 34 gewährleistet wird.

Der Vorteil liegt in der Verwendung von nur einem Ventil 34 bei gleichzeitig drei erreichbaren Volumenzuständen der Luftfeder 2. Dies spart Kosten, Gewicht und Energie.

Zudem vereinfacht sich die Ansteuerung des Ventils.

Eine andere Schaltung gemäß Fig. 4 sieht vor, das erste und das zweite Zusatzvolumen ZV1, ZV2 zum Hauptvolumen VO in Reihe zu schalten. Hierzu sind beispielsweise die zwei er ^¬ wähnten 2/2-Wegeventile 16,17 vorgesehen.

Das Zusatzvolumen ZV1 ist einerseits über das Ventil 16 mit Hauptvolumen VO verbunden und andererseits über das zweite Ventil 17 mit Zusatzvolumen ZV2 verbunden (bzw. umgekehrt) . Über das Ventil 16 in ZV1 können somit beide Volumen ge ^¬ schaltet werden. Darüber hinaus ist das Zusatzvolumen ZV2 separat schaltbar (bzw. umgekehrt).

Als Resultat ergeben sich folgende Volumenzustände:

V0 bei geschlossenem Ventil ZV1

V0 + ZV1 + ZV2 bei geöffneten Ventilen ZV1 und ZV2 V0 + ZV1 bei geschlossenem Ventil ZV2

Vorteil dieser Ausführung ist, dass jeweils nur ein Ventil angesteuert werden muss. Das spart Energie und vereinfacht die Ansteuerung deutlich.

Bezugszeichenliste

1 Luftfeder

2 Stoßdämpfer

3 Luftfederdecke1

4 Klemmelement

5 Rollbalg

6 Arbeitsraum

7 Abrollkolben

8 Zylinderrohr

9 Dämpfergäbe1

10 Kolbenstange

11 Zusatzfeder

12 Führungsring

13 Dämpferlager Arbeitsraum

Arbeitsraum

Ventil

Ventil

Zwischenboden

Außenrohr

Innenrohr

Klemmelement

Kolbenoberteil

Kolbenunterteil

Boden

KippSicherung

Sicke

Ventilsitz

Ventilsitz

Ventilaufnahme

Ventilaufnahme

Delle

Beule

Dichtung

Ventil