Die Erfindung betrifft ein Luftfedermodul mit einer Luftfeder und einem Stoßdämp fer zur Federung und Dämpfung von Schwingungen eines Fahrzeugfahrwerkes, wobei die Luftfeder einen Rollbalg aufweist, der an einem Luftfederdeckel und ei nem Abrollkolben befestigt ist, wobei der Rollbalg einen mit Druckluft gefüllten ers ten Arbeitsraum zumindest teilweise begrenzt, wobei im Abrollkolben mindestens zwei Arbeitsräume vorgesehen sind, welche durch eine Zwischenwand voneinan der getrennt sind und über schaltbare, im Abrollkoben angeordnete Ventile mit dem ersten Arbeitsraum verbindbar sind.

Ein derartiges Luftfedermodul ist aus der EP 288 503 B1 bekannt. Hierbei wird der erste Arbeitsraum im Wesentlichen durch den Rollbalg begrenzt. Im Abrollkolben sind ein zweiter und ein dritter Arbeitsraum vorgesehen, die mittels zugeordneter Ventile mit dem ersten Arbeitsraum verbindbar sind. Das zur Verfügung stehende Luftfedervolumen beziehungsweise die Federrate kann somit durch Ansteuerung der Ventile der im Abrollkolben angeordneten Arbeitsräume eingestellt werden.

Bei dem bekannten Luftfedermodul sind der zweite und der dritte Arbeitsraum in Axialrichtung übereinander angeordnet. Da die Arbeitsräume nicht einstückig her stellbar sind, müssen sie aus mehreren Bauteilen gefügt werden. Hierdurch sind mehrere Fügezonen erforderlich. Die den Arbeitsräumen zugeordneten Ventile sind in Axialrichtung versetzt positioniert. Da die Ventile versetzt angeordnet sind, erschwert diese eine automatisierte Montage der Ventile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftfedermodul vorzuschlagen, das eine vereinfachte Herstellung des Mehrkammerabrollkolbens sowie eine zuverläs sige automatisierte Montage der Ventile ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Luftfedermodul der eingangs genann ten Art vorgeschlagen, dass der Abrollkolben mindestens zwei Arbeitsräume auf weist, die nebeneinanderliegend angeordnet sind. Die beiden Arbeitsräume stellen Zusatzvolumen dar, die mittels der Ventile der ersten Arbeitskammer zuschaltbar sind. Hierdurch kann die Federrate der Luftfeder eingestellt werden. Die erfin dungsgemäße Luftfeder kann zwei Arbeitskammern aber auch drei, vier oder mehr Arbeitskammern im Abrollkolben enthalten. Da die Arbeitskammern des Abrollkol bens nebeneinander angeordnet sind, können die zugeordneten Ventile alle in einem einzigen Bauteil angeordnet werden. Die Lagetoleranzen der Ventile wer den dadurch nicht durch die Genauigkeit der Fügezonen der Bauteile des Abroll kolbens beeinflusst. Alle Ventile können gleichzeitig durch eine einzige Vorrich tung platziert werden, ohne dass ein Ausgleich der Lagetoleranzen zueinander vorgenommen werden muss. Somit ist eine zuverlässige automatisierte Montage der Ventile mit einer einfachen, kostengünstigen Vorrichtung möglich. Weiterhin zeichnet sich das erfindungsgemäße Luftfedermodul durch eine geringe Bauhöhe aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Vorteilhaft sind die Ventile in einer horizontalen Ebene angeordnet. Hierdurch sind die Lagetoleranzen besonders gering, wodurch eine einfache Bestückung und Montage möglich wird.

Vorteilhaft sind die Ventile in einem Kolbenunterteil angeordnet, das mit einem Kolbenoberteil des Abrollkolbens verbunden ist. Die Verbindung kann insbesonde re mittels Verschweißung erfolgen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Kolbenunterteil mindestens zwei Ventilaufnahmen für ein Ventil auf.

An den Ventilaufnahmen sind mit dem Ventil ansteuerbare Luftöffnungen vorge sehen. Diese können abhängig von der Ventilstellung angesteuert werden.

Vorteilhaft umgeben die mindestens zwei Arbeitsräume des Abrollkolbens das Zy linderrohr des Stoßdämpfers teilweise. Hierdurch wird eine gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes gewährleistet. Eine einfache Herstellung kann dadurch erfolgen, dass das Kolbenoberteil als ein teiliges Bauteil ausgebildet ist. Insbesondere kann das Kolbenoberteil als Spritz gussteil aus Kunststoff hergestellt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zur Bildung der Arbeitsräume Trenn wände vorgesehen, die in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, wobei die Trennwände vorzugsweise in dem Kolbenoberteil integriert sind und sich in Axial richtung erstrecken.

Vorteilhaft ist der Rollbalg an dem Kolbenoberteil festgelegt.

Dabei kann das Kolbenoberteil einen stirnseitig abragenden Flansch zur Festle gung des Rollbalgs aufweisen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass dem abragenden Flansch ein Stützring zugeordnet ist. Dieser ist insbesondere aus Metall herge stellt.

In vorteilhafter Weiterbildung kann das Kolbenoberteil rotationssymmetrisch aus gebildet sein und bereichsweise eine radiale Erweiterung aufweisen.

Vorteilhaft ist das Kolbenoberteil mit dem Kolbenunterteil einteilig verbunden, ins besondere verschweißt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abrollkolben aus zwei oder drei mitei nander verschweißten Kunststoffteilen gebildet. Die Anzahl der Arbeitskammern kann dabei durch die Anzahl der Trennwände variiert werden, ohne Erhöhung der Anzahl der Bauteile oder der Anzahl der Schweißnähte.

Vorteilhaft können im Ko Iben unterteil mehrere Arbeitsräume durch zusätzliche vertikale, in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Trennwände abgetrennt sein, die jeweils mittels eines zugeordneten Ventils zuschaltbar sind. Hierdurch können weitere Zusatzvolumen zur Einstellung der Federrate des Luftfedermoduls zuge schaltet werden.

Vorteilhaft sind die Teile des Abrollkolbens als Spritzgussteile aus Kunststoff her gestellt und miteinander verschweißt. Vorteilhaft sind die Teile des Abrollkolbens mittels Heißgasschweißen, Infrarot schweißen, Reibschweißen oder Orbitalschweißen miteinander verschweißt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläu tert, die in schematischer Weise in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsva riante des erfindungssgemäßen Luftfedermoduls;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie ll-ll in Fig. 1 ;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie lll-lll in Fig. 1 ;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1 ;

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsva riante des erfindungssgemäßen Luftfedermoduls;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie Vl-Vl in Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie Vll-Vll in Fig. 5 und

Fig. 8 einen Schnitt durch das Kolbenunterteil bei einer dritten Ausfüh

rungsvariante des erfindungssgemäßen Luftfedermoduls.

Das in Fig. 1 dargestellte Luftfedermodul 10 weist eine Luftfeder 11 und einen Stoßdämpfer 12 auf, die zur Federung und Dämpfung von Schwingungen eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugfahrwerkes dienen. Die Luftfeder 11 weist einen Rollbalg 16 auf, der einerseits an einem Deckel 13 und andererseits an einem Ab rollkolben 19 befestigt ist. Der Rollbalg 16 begrenzt einen ersten Arbeitsraum 17, der mit Druckluft befüllt ist. Am Außenumfang wird der Rollbalg 16 mittels einer Außenführung 18 geführt. Der Rollbalg 16 rollt an dem Außenumfang des Abroll kolbens 19 unter Ausbildung einer Rollfalte ab.

Der Stoßdämpfer 12 des Luftfedermoduls 10 weist ein Zylinderrohr 23 auf. In dem Zylinderrohr 23 ist eine Kolbenstange 22 aufgenommen, die endseitig an einem Stützlager 14 gelagert ist, das in dem Deckel 13 aufgenommen ist. Ein Anschlag puffer 15 dient zur Dämpfung von großen Auslenkungen der Kolbenstange 22.

Der Abrollkolben 19 weist eine Außenwand 39 und eine radial innenliegende In nenwand 40 auf. Die Innenwand 40 begrenzt mit dem Zylinderrohr 23 einen Ring kanal 32, der sich in Radialrichtung des Luftfedermoduls 10 erstreckt.

Der Abrollkolben 19 stützt sich über eine untere Abstützung 33 und eine obere Abstützung 34 an dem Zylinderrohr 23 des Stoßdämpfers 12 ab. Die obere Ab stützung 34 ist mit Luftkanälen versehen, was durch den Pfeil A angedeutet ist. Somit ist der Ringkanal 32 mit dem ersten Arbeitsraum 17 verbunden.

Zur Befestigung des Rollbalgs 16 an dem Abrollkolben 19 ragt ein Flansch 35 stirnseitig von dem Abrollkolben 19 ab. Am Außenumfang des Flansches 35 ist der Rollbalg 16 mittels einer Schlauchschelle festgelegt. Dem Flansch 35 ist ein Stützring 36 zugeordnet, der aus Metall besteht.

Der Abrollkolben 19 weist ein Kolbenoberteil 24 und ein Kolbenunterteil 25 auf, die jeweils aus Kunststoff hergestellt sind. Die Verbindung des Kolbenoberteils 24 und des Kolbenunterteils 25 erfolgt über eine Schweißnaht 42. Hierbei kann ein Heiß gas-, Infrarot-, Reib- oder Orbitalschweißverfahren zum Einsatz kommen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, die einen Schnitt längs der Linie ll-ll in Fig. 1 zeigt, weist das Kolbenoberteil 25 eine Außenwand 39 und eine radial innenliegende Innenwand 40 auf. Die Außenwand 39 und die Innenwand 40 sind über Trenn wände 37, 38 miteinander verbunden. Die Trennwände 37, 38 begrenzen einen zweiten Arbeitsraum 20 und einen dritten Arbeitsraum 21 , die nebeneinanderlie gend in einer Ebene angeordnet sind und ebenfalls mit Druckluft gefüllt sind. Da bei verlaufen die Trennwände 37, 38 in Axialrichtung des Luftfedermoduls 10 und sind bis in das Kolbenunterteil 25 geführt.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, weist das Kolbenoberteil in seinem unteren Bereich eine radiale Erweiterung gegenüber dem oberen Teil des Kolbenoberteils 24 auf. Auch in diesem Bereich sind die beiden Arbeitsräume 20, 21 durch die Trennwän de 37, 38 voneinander getrennt. Fig. 4 zeigt einen Horizontalschnitt durch das Kolbenunterteil 25 längs der Linie IV-IV in Fig. 1. Das Kolbenunterteil 25 ist einteilig mit dem Kolbenoberteil 24 ver bunden. Die Verbindung erfolgt über eine Schweißnaht 42, wobei insbesondere ein Heißgas-, Infrarot-, Reib- oder Orbitalschweißverfahren zur Verbindung der beiden aus Kunststoff hergestellten Teile 24, 25 des Abrollkolbens vorgesehen ist. In dem Kolbenunterteil 25 sind ebenfalls die beiden Arbeitsräume 20, 21 durch die beiden Trennwände 37, 38, die in Radialrichtung verlaufen, voneinander getrennt.

Das Kolbenunterteil 25 weist zwei Ventilaufnahmen 26, 27 auf, in denen die Venti le 28, 29 aufgenommen sind. Die elektrisch ansteuerbaren Ventile 28, 29 geben eine Luftöffnung 31 frei, die an der Innenwand 40 des Abrollkolbens 19 vorgese hen ist. In der Offenstellung der Ventile 28, 29 können die Arbeitsräume 20, 21 über den Ringkanal 32 mit dem ersten Arbeitsraum 17 verbunden werden. Hier durch kann die Federrate der Luftfeder eingestellt werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist an der Ventilaufnahme 26, 27 eine Luftöffnung 30a, 30b vorgesehen, die mit dem zweiten Arbeitsraum 20 und dem dritten Ar beitsraum 21 in Verbindung steht.

Die Ventilaufnahmen 26, 27 sind in dem Kolbenunterteil 25 vorgesehen. Dabei liegen die Ventilaufnahmen 26, 27 beziehungsweise die Ventile 28, 29 in einer Ebene. Hierdurch ist die Bestückung des Abrollkolbens 19 mit den Ventilen 28, 29 in einfacher Weise möglich, so dass die Montage automatisiert mit nur einer einzi gen Vorrichtung ohne Ausgleichsvorrichtungen der Lagetoleranzen zueinander zuverlässig durchgeführt werden kann. Weiterhin wird durch diese Bauweise eine geringe Bauhöhe des Luftfedermoduls 10 erzielt.

Sowohl das Kolbenoberteil 24 als auch das Kolbenunterteil 25 sind als Spritz gussteile aus Kunststoff hergestellt. Grundsätzlich können die genannten Teile auch als Blechkonstruktion oder mittels Aluminium-Druckguss hergestellt werden. Die Trennwände 37, 38 sind einteilig an den Kolbenteilen 24, 25 ausgebildet. Hierdurch ist eine einfache Herstellung des Abrollkolbens 19 aus wenigen Bautei len möglich. Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungssgemäßen Luftfedermo duls 10. In der nachfolgenden Beschreibung werden die bereits oben verwendeten Begriffe für gleiche oder funktionsgleiche Teilen verwendet.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein Luftfedermodul 50, das sich von dem in Fig. 1 dargestellten Luftfedermodul 10 lediglich durch den konstruktiven Aufbau des Abrollkolbens 19 unterscheidet. Dieser weist ein Kolbenoberteil 51 auf, das als Kunststoffspritzteil hergestellt ist. Das Kolbenoberteil 51 ist über eine

Schweißnaht 53 mit dem Kolbenunterteil 52 verbunden.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie Vl-Vl in Fig. 5. Das Kolbenoberteil weist eine Außenwand 39 und eine Innenwand 40 auf, die einen zweiten Arbeitsraum 57 begrenzen. Im Bereich des Kolbenoberteils 52 ist keine Trennwand vorgesehen. Somit umgibt in diesem Bereich der zweite Arbeitsraum 20 das Zylinderrohr 23.

Das Kolbenunterteil 52 weist ein erstes Teil 52a auf, in dem die Ventilaufnahmen 26, 27 zur Aufnahme der Ventile 28, 29 vorgesehen sind. Das erste Teil 52a ist mit einem zweiten Teil 52b, das den Boden des Abrollkolbens 19 bildet, über eine Schweißnaht 54 verbunden.

Das Kolbenunterteil 52 ist gegenüber dem Kolbenoberteil 51 in Radialrichtung er weitert ausgebildet. Der zweite Arbeitsraum 57 erstreckt sich von dem Kolben oberteil 51 , wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, die einen Schnitt längs der Linie Vll-Vll in Fig. 5 zeigt.

In diesem Bereich weist das Kolbenunterteil 52 in Umfangsrichtung versetzte Trennwände 59, 60 auf, die den zweiten Arbeitsraum 57 von dem dritten Arbeits raum 58 derart abtrennen, dass diese den Stoßdämpfer 12 nur teilweise umge ben.

Die Arbeitsräume 57, 58 können über die zugeordneten Ventile 28, 29 separat angesteuert werden. Bei Ansteuerung der Ventile 28, 29 werden die Luftöffnungen 55, 56, 63 freigegeben. Hierdurch können der zweite und der dritte Arbeitsraum 57,58 mit dem ersten Arbeitsraum 17 über den Ringkanal 32 verbunden werden. Durch die Anordnung der Ventile 28, 29 in einer Ebene ist die Herstellung und Be stückung des Luftfedermoduls 50 in einfacher Weise möglich. Außerdem ergibt sich eine geringe Bauhöhe des Moduls, da die Arbeitsräume 57, 58 nebeneinan derliegend angeordnet sind.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungssgemäßen Luftfe dermoduls 50 im Bereich des Kolbenunterteils 52. Hierbei ist der zweite Arbeits raum 57 in weitere Teilräume 57a, 57b, 57c unterteilt, die mittels Trennwänden 61 , 62 voneinander getrennt sind. Prinzipiell kann der zur Verfügung stehende Bau raum mittels der Trennwände 59, 60, 61 , 62 belieb um den Umfang aufgeteilt wer den. Dabei können die Trennwände 59, 60, 61 , 62 wie im, Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in das Kolbenoberteil fortgeführt werden oder, wie in Fig. 5 darge stellt, lediglich das Kolbenunterteil in weitere Kammern aufteilen .Den Teilräumen 57a, 57b, 57c sind nicht dargestellte Ventile zugeordnet, mit denen über ebenfalls nicht dargestellte Luftöffnungen die Teilräume 57a, 57b, 57c über den Ringkanal 32 mit dem ersten Arbeitsraum 17 verbindbar sind.

Bezugszeichenliste

Luftfedermodul

Luftfeder

Stoßdämpfer

Luftfederdeckel

Stützlager

Anschlagpuffer

Rollbalg

erster Arbeitsraum

Außenführung

Abrollkolben

zweiter Arbeitsraum

dritter Arbeitsraum

Kolbenstange

Zylinderrohr

Kolbenoberteil

Kolbenunterteil

Ventilaufnahme

Ventilaufnahme

Ventil

Ventil

Luftöffnung

Luftöffnung

Ringkanal

untere Abstützung

obere Abstützung

Flansch

Stützring

Trennwand

Trennwand

Außenwand Innenwand

Dämpfergabel

Schweißnaht

Luftfedermodul

Kolbenoberteil

Kolbenunterteil

Schweißnaht

Schweißnaht

Luftöffnung

Luftöffnung zweiter Arbeitsraum dritter Arbeitsraum

Trennwand

Trennwand

Trennwand

Trennwand

Luftöffnung