KR101661091B1 - 특히 파킹 브레이크용 힘 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구성요소에, 특히 인장 요소에, 제 1 방향(10, 35)으로 인가된 힘을 발생하기 위한 장치에 관한 것으로, 제한된 탄성 순응 지지 장치(7, 8, 12, 15) 상에 지지되고 힘 전달의 체인 내에 앞뒤로 직렬로 배열되고 힘 전달 도중에 인장될 수 있는 하나 또는 두 개의 스프링 요소(7, 8)들을 갖는 힘 발생 요소(1)를 포함하며, 적절한 경우, 제 1 스프링 요소(8)가 제 2 스프링 요소(7)보다 작은 강도가 되도록 형성되며, 상기 제 1 스프링 요소(8)는 제 1 스프링 이동(17)에 의한 제 1 지지력의 영향 하에서 인장될 수 있고, 제 1 스프링 이동(17)을 초과하여 연장하는 스프링 이동 및 제 1 지지력을 너머 진행하는 제 1 스프링 요소(8)에 의한 힘 흡수는 제 1 기계적 결합 수단(13, 15)에 의해 방지되고, 상기 제 2 스프링 요소(7)는, 제 2 지지력이 초과될 때 제 2 스프링(24)이 단지 추가로 인장될 수 있는 방식으로 제 2 스프링(24)이 제 2 기계적 결합 수단(13, 14, 30, 31, 32, 33)에 의해 제 2 지지력으로 편향되는 스프링 모듈에 의해 형성되며, 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)가 힘 발생 요소(1)의 변위의 간접적 또는 직접적 기록을 위해 제공된다. 본 발명은 또한 오로지 제 2 스프링만 사용함으로써 유리하게 실현될 수 있다.

Description

특히 파킹 브레이크용 힘 발생 장치 {FORCE GENERATING DEVICE, IN PARTICULAR FOR A PARKING BRAKE}
본 발명은 메커니즘 및 기계 공학 분야에 관한 것으로, 자동차 부문에서 특히 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명은 특히 모터 수단에 의해 구동될 수 있는, 자동차용 파킹 브레이크들을 구비한 적용 분야들에 관한 것이다.
그러나 힘을 발생하기 위한 또는 힘을 형성하기 위한 대응 장치들은 또한 다른 적용들, 예를 들면 기계적 프레스들 및 유압 도구들에 사용될 수 있다. 본 발명은 힘이 제어된 방식으로 구성요소들 상에 발생되어 가해지는 것을 가능하게 하며, 상기 힘은 효과적인 방식으로 설정되어 제어될 수 있다. 본 발명은 힘 발생 장치를 특히 용이하게 제어가능하게 한다.
파킹 브레이크용 액추에이터로서 사용되는 본 발명에 따른 장치의 경우, 상기 장치는 자동차의 핸드 브레이크 레버를 대체한다. 상기 장치는 형성된 힘이 예를 들면 브레이크 케이블 풀(brake cable pull) 또는 브레이크 케이블에 전달되는 것을 가능하게 한다. 이러한 경우, 규정된 최소력이 인가되고, 여기서 비슷하게 규정된 최대력이 초과되지 않는 것을 보장할 수 있다. 이는 첫번째로 확실한 제동 작용을 얻기 위하여 그리고 두번째로 힘 전달 구성요소들이 손상되는 것을 방지하기 위하여 필요하다.
DE 103 61 127 B4호는 인가된 힘이 힘 전달 체인에서 탄성적으로 변형되는 스프링 요소의 이동 측정에 의해 수행되는 액추에이터를 개시한다. 이동 측정 자체는 홀 센서에 의해 자석의 운동 감지를 통해 실현된다. 센서/자석 시스템의 특성 곡선이 공지된 경우, 액추에이터의 상대 위치 및 이에 따른 위치, 스프링 요소의 변형 및 이에 따른 작용력이 결정될 수 있다. 이를 위해, 자석 센서의 특성 곡선은 프로세서에 의해 관습대로 평가된다.
DE 103 56 096 B4호는 힘 발생 장치를 위한 전기 모터 구동부의 전류의 측정에 의한 간접적인 힘 측정을 개시한다. 이 같은 간접적인 힘 감지는 정상적으로 단지 낮은 정밀도만을 얻는다.
DE 10 2010 050 132 A1호는 페달 이동 측정 시스템이 불필요한 구성의 두 개의 센서들을 가져서, 감지 에러들이 용이하게 확인될 수 있는 것을 개시한다.
종래 기술의 배경에 대해, 본 발명은 구성요소에 인가된 힘을 발생시키기 위한 장치를 제공하는 목적을 기반으로 하는데, 상기 장치는 첫 번째로 신뢰가능하고 두 번째로 제어하기가 특히 용이하다.
상기 목적은 청구항 1, 8, 9, 20 및 21의 특징들에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 상기 항들을 뒤에서 인용하는 종속항들은 유리한 개선 예들 및 변형 예들에 관한 것이다.
이에 대해, 본 발명은 또한 상기 유형의 장치의 작동을 위한 방법들, 및 상기 유형의 장치를 가지고 제어 장치를 가지는 시스템에 관한 것이다.
상세하게는, 본 발명은 구성요소에, 특히 인장 요소에, 제 1 방향으로 인가되는 힘을 발생시키기 위한 장치에 관한 것으로, 제한된 탄력 신축성을 나타내고(exhibit) 하나 이상의 스프링 요소를 가지는, 지지 장치상에 지지되는 힘 발생 요소를 가지며, 상기 하나 이상의 스프링 요소는 힘 전달 체인 내에 배열되고 힘의 전달 동안 응력 하에 놓일 수 있으며, 여기서 스프링 요소는 스프링이 예정된 지지력으로 기계적 결합 수단에 의해 예압되는 스프링 모듈에 의해 형성되어, 단지 예정된 지지력이 초과되었을 때에만 스프링이 추가 응력 하에 놓일 수 있으며, 여기서 힘 발생 요소의 변위를 직접적으로 또는 간접적으로 감지하기 위한, 특히 스위치 형태의 이동 센서가 제공된다.
스프링이 힘 발생 동안 부하가 가해지는 방향으로, 스프링이 예압되어, 힘의 발생 동안, 외부 작용 지지력이 스프링 모듈의 예압력의 크기에 도달할 때까지 상기 스프링이 처음에 변형되지 않는다. 전진하는 상기 힘 레벨로부터, 스프링이 변형된다. 상기 변형은 이동 센서에 의해 감지되고 신호화된다. 이는 연속 이동 감지에 의해, 또는 더 간단하게는 위치 스위치에 의해 발생되고 스프링의 변형을 신호화하고 이어서 발생된 힘이 예정된 지지력의 레벨에 도달한 정보를 출력하는 신호에 의해, 일어난다.
본 발명은 유리하게는 스프링 요소의 스프링이 힘 발생 요소에 의해 발생될 수 있는 최대력의 50% 이상으로, 특히 90% 이상으로 예압되도록 개선될 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 개선 예는, 시스템에서의 셋포인트 힘(setpoint force)으로부터 허용가능한 편차에 대응하는 허용치를 뺀(minus), 힘 발생 요소에 의해 발생될 수 있는 최대력으로 스프링 요소의 스프링이 예압되는 것을 제공한다.
스프링의 예압은 대략 힘 발생 요소에 의해 발생될 힘 및 지지력의 레벨, 또는 허용치 만큼 상기 레벨 미만일 수 있다. 이때, 발생될 최소력의 달성(attainment)은 스프링의 변형의 시작시 이동 센서에 의해 신호화된다.
힘 발생 요소가 이동 센서로부터의 신호에 의존하는 방식으로 제어가능하고 이동 센서에 의해 감지된 힘이 셋포인트 힘에 도달하는 경우 정지되는 전기 구동 모터에 의해 구동될 수 있는 것이 제공되는 것이 유리할 수 있다. 이는, 예를 들면 위에서 설명된 바와 같이, 시스템에서의 셋포인트 힘으로부터 허용가능한 편차에 대응하는 허용치를 뺀, 셋포인트 힘으로 스프링 요소의 스프링이 예압되는 것이 달성된다. 스프링의 운동의 시작은 이때 이동센서에 의해 셋포인트 힘의 달성이 신호화되고, 이는 구동 모터를 정지시키기 위한 신호로 변환될 수 있다.
본 발명은 또한 허용치가 셋포인트 힘의 10% 미만, 특히 셋포인트 힘의 5% 미만이 되도록 개선되는 것이 유리할 수 있다.
또한 스프링 요소의 스프링이 압축 스프링의 형태로 제공되는 것이 유리할 수 있다.
압축 스프링은 특히 용이하게 예압될 수 있고 스프링 팩으로서 스프링 요소의 작은 공간 요건을 갖는다.
또한, 본 발명의 유리한 개선 예는 스프링 요소의 스프링이 나선형 스프링 또는 판 스프링의 형태로 이루어질 수 있다.
장치의 작동을 위한 유리한 방법이, 스프링 요소의 스프링이 예정된 지지력을 초과하는 경우 추가 응력 하에 놓이며, 추가 응력 하에서 스프링 요소(7)의 배치가 이동 센서로부터의 신호에 의해 신호화되는 것을, 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 구성요소에, 특히 인장 요소에, 제 1 방향으로 인가되는 힘을 발생시키기 위한 장치에 관한 것으로, 제한된 탄력 신축성을 나타내고 두 개 이상의 스프링 요소를 가지는, 지지 장치상에 지지되는 힘 발생 요소를 가지며, 상기 두 개 이상의 스프링 요소들은 힘 전달 체인 내에 직렬로 배열될 수 있고 힘의 전달 동안 응력 하에 놓일 수 있다. 이러한 경우, 제 1 스프링 요소는 제 2 스프링 요소보다 작은 강도를 가지며, 여기서 제 1 스프링 요소는 제 1 스프링 이동에 의한 제 1 지지력을 받는 응력 하에 놓일 수 있다. 또한, 제 1 스프링 이동을 초과하는 스프링 이동, 및 제 1 지지력 이외에(over and above) 제 1 스프링 요소에 의한 힘의 흡수가 제 1 기계적 결합 수단에 의해 방지된다. 또한, 제 2 스프링 요소는, 제 2 지지력이 초과되는 때에만 제 2 스프링이 추가 응력 하에 놓일 수 있는 방식으로 제 2 스프링이 제 2 기계적 결합 수단에 의해 제 2 지지력으로 예압되는 스프링 모듈에 의해 형성된다. 또한, 힘 발생 요소의 변위를 직접적으로 또는 간접적으로 감지하기 위한 이동 센서가 제공된다.
본 발명에 따른 장치는 예를 들면 자동차의 브레이크 케이블 풀에 인가되는 힘을 발생시키기 위한 기능을 하는데, 이 브레이크 케이블 풀은 이러한 맥락에서 힘이 가해지는 인장 요소를 형성한다. 힘 발생 요소는 전형적으로 스핀들 및 스핀들 너트를 갖는 구조물로서 설계될 수 있다. 이러한 경우, 스핀들 너트는 축방향으로 지지되고 원주 방향으로 구동될 수 있는 반면, 스핀들은 스핀들 너트의 회전에 의해 축방향으로 변위 가능하여 스핀들에 체결되는 브레이크 케이블 풀을 느슨하게 하거나 팽팽하게 한다.
스핀들 너트는, 발생된 힘의 작용 하에서 부분적으로 탄성적으로 편향하고 응력 하에 놓일 수 있는 두 개의 스프링 요소들을 가지는, 지지 장치 상에 축방향으로 지지된다. 스프링 요소들 각각은 스프링을 가져서 전체적으로(althogether) 제 1 스프링 요소의 제 1 스프링 및 제 2 스프링 요소의 제 2 스프링이 제공된다. 예를 들면 하우징 상에 지지되는 제 1 스프링은, 인장력이 인장 요소에 인가되지 않을 때, 실질적으로 이완된다.
상기 제 1 스프링은 두 개의 스프링들 중 더 약한 스프링이고 힘의 발생의 시작 시, 스핀들 너트에 의해 가해진 압력에 의해 예를 들면 100N 내지 150N 의 힘 범위로 응력을 받아(예를 들면 압축되어), 제 1 스프링 이동을 완전히 이동한다(travel through). 상기 제 1 스프링 이동은 예를 들면, 2 mm 일 수 있다. 이러한 이동은 완전 이동 후, 본 발명에 따라 힘 발생 장치 자체, 즉 예를 들면 스핀들 너트 또는 스핀들 너트에 연결된 다른 요소가 고정된 정지부에 맞닿아 접촉되는 것이 가능하다. 제 1 스프링은 이어서 예압되고 축방향 힘의 일 부를 흡수하여(그러나, 추가 응력을 받지 않을 수 있음), 축방향 힘 이외에 힘들이 제 1 기계적 결합 수단을 형성하는 대응하는 정지부에 의해 흡수된다. 이동 센서 상의 스위치는, 예를 들면 제 1 스프링 이동(예를 들면 2 mm)이 완전히 이동될 때를 감지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 맥락에서, 대체로, 상기 제 1 스프링 이동이 완전히 이동된 사실만이 감지되고, 이 사실로 신호화될 것이 요구되는 것이 유리하다. 즉, 제 1 스프링 이동 동안 연속 이동 측정이 필요하지 않다.
힘 발생 장치에 의해 발생된 힘이 계속해서 증가하는 경우, 증가된 인장이 인장 요소 상에 가해진다. 그러나, 지지 장치에 제공된 요소들의 강도 때문에, 처음에, 구성 요소 등이 움직이지 않아서 힘 발생 장치 자체가 또한 지지 장치에 대해 정지되어 유지되는 것이, 그런 점에서 사실이다.
제 2 스프링 요소는 예압된 제 2 스프링을 가지는데, 이 예압된 제 2 스프링은, 힘 발생 장치의 증가된 지지력 때문에, 처음에 지지력이 제 2 지지력의 레벨에 도달하는 지점까지 어떠한 추가 응력하에도 놓이지 않으며, 이 제 2 지지력의 레벨은 이어서 제 2 스프링 요소의 예비 부하력(preload force), 즉 제 2 스프링 요소의 제 2 스프링이 예압되는 힘에 대응한다. 상기 힘 레벨이 초과되는 경우, 제 2 스프링은 추가 응력 하에 놓일 수 있어, 힘의 추가 증가(예를 들면 1425 N 내지 1575 N)의 경우, 제 2 스프링 요소에서 추가 스프링 이동을 완전히 이동한다, 즉 지지 장치는 상기 추가 스프링 이동에 의해 편향되고 힘 발생 장치는 상기 대응하는 스프링 이동에 의해 추가로 이동한다.
힘 발생 장치의 상기 제 2 이동은 이동 센서에 의해 감지될 수 있다. 이러한 경우, 또한, 상기 이동이 완전히 이동된 사실만을 감지하고 이를 신호화하는 것이 필요하여, 상기 감지는 또한 단순한 스위치에 의해 실행될 수 있다. 제 1 및 제 2 스프링 이동의 감지를 위한 스위치 대신에, 연속 이동 측정을 사용하는 것이 또한 가능하지만, 두 개의 단순한 스위치들을 구비한 이동 센서의 구비는 가장 경제적인 실시예를 나타낸다. 이동 센서의 대응하는 신호들은, 예를 들면 제 2 지지력 레벨이 초과될 때(브레이크 케이블 풀의 원하는 힘 레벨이 도달되었기 때문에) 스핀들 너트의 구동을 비작동시키기 위해 그리고 인장력 레벨이 약 100 N의 범위로 떨어지고 제 1 스프링이 이완될 때 브레이크의 해제 동안 스핀들 너트의 구동이 정지되는 것을 가능하게 하기 위해, 활용될 수 있다. 이러한 방식으로, 스핀들 너트의 구동의 제어가 특히 간단하다.
즉, 본 발명은, 이에 따라 힘 발생 장치의 중간 힘 레벨에서, 파킹 브레이크의 경우, 두 개의 예압된 스프링들이 지지 장치에 제공되며, 각각의 경우 두 개의 예압된 스프링들 중 하나의 예압된 스프링이 제한된 스프링 이동을 완전히 이동하며, 이는 힘의 상한 또는 하한치에 도달될 때, 각각의 경우 하나의 스위치 또는 하나의 근접 스위치에 의해 감지될 수 있다는 사실에서 알 수 있다.
스위치들은 예를 들면 자석의 상대 운동을 감지하는 홀 센서들의 형태일 수 있다. 그러나, 또한 예를 들면 차광막들 또는 감광 반도체 구성요소들의 형태의 광학 스위치들이 제공되는 것이 가능한데, 이 광학 스위치들은 상이한 휘도 또는 상이한 투명도의 이동 눈금 범위들을 감지한다.
본 발명의 유용한 개선예들은 제 1 및 제 2 스프링 요소들이 압축 스프링 요소들의 형태인 것을 제공한다. 이에 의해 달성된 장점들은, 특히 단지 중요하지 않은 설치 작업(minor settling phenomena)들이 기계적 힘 전달 체인으로 예상될 수 있고, 스프링 요소들이 온도 및 습도 변동과 같은 불리한 환경 조건들 하에서조차 매우 긴 시한에 걸쳐 확실히 기능할 수 있다는 점으로, 이루어진다.
그러나, 제 1 및 제 2 스프링 요소들이 인장 스프링 요소들의 형태가 되는 것이 또한 구상가능하다. 이는 예를 들면 파킹 브레이크가 케이블 풀 대신 추력 요소에 의해 작동되는 경우 편리할 수 있다. 스프링 요소들의 기능은 이때 압축 스프링 요소들을 구비한 변형예에서의 기능과 실질적으로 반대이다.
제 1 및 제 2 스프링들은 유리하게는 각각 나선형 스프링들의 형태이다. 그러나, 나선형 스프링들 또는 다른 유형의 스프링 요소들, 예를 들면 리프 스프링(leaf spring)들, 판 스프링들 또는 블록 형태의 일래스토머 스프링 요소들의 사용이 또한 구상 가능하다.
본 발명의 유리한 개선예는 제 1 스프링 이동이 완전히 이동된 후, 힘 발생 요소와 제 1 스프링 요소 사이의 힘 전달 체인 내에 배열되는 요소에 의해 맞닿아 접촉하는 정지부에 의해 제 1 기계적 결합 수단이 형성되는 것을 제공한다. 이는, 힘 발생 요소에 의해 발생된 힘의 증가의 경우, 제 1 스프링이 처음에 응력 하에 놓이고, 제 1 스프링 이동이 완전히 이동된 후, 제 1 스프링이 고정된 정지부에 맞닿아 제 1 스프링에 인접한 요소의 접촉 때문에 임의의 추가 응력 하에 있는 것이 가능하지 않은 결과를 갖는다. 이외에 임의의 힘은 제 1 스프링에 의하지 않고 정지부에 의해 흡수되어, 제 1 스프링 및 정지부가 서로에 대해 평행하게 기계식으로 연결된다.
본 발명의 추가의 유리한 개선예는 제 2 스프링 요소가 두 개의 정면(face-side) 유지 요소들 사이에서 예압되는 스프링, 특히 나선형 스프링을 가지는 것을 제공한다. 이러한 경우, 두 개의 정면-측 유지 요소들은, 제 2 지지력이 초과된 후, 제 2 스프링의 힘에 반대로 서로를 향하여 변위 가능하다.
제 2 스프링은 제 1 스프링보다 상당히 더 강하고 더 강성인 형태인다. 지지 장치 내의 힘 전달 체인에서, 제 2 스프링 요소는, 예비 부하력의 힘 레벨(또한 제 2 지지력으로서 지칭됨)에 도달될 때까지, 처음에 고체의(solid) 신축성 없는 블록으로서 스프링 모듈로서 작용한다. 지지력이 상기 레벨을 초과할 때, 제 2 스프링은 추가 응력 하에 있다. 즉, 압축 스프링의 경우 더 압축되거나 예압된 인장 스프링의 경우 더 팽창된다.
제 2 스프링 요소가 압축 스프링 형태의 나선형 스프링을 사용하여 구현되는 경우, 제 2 스프링은 전형적으로 두 개의 단부 정지부들 사이에서 스프링 페그 상 또는 스프링 슬리브 내에서 예압된다. 이러한 경우, 제 2 지지력이 초과될 때, 단부 정지부들은 나선형 스프링의 축방향으로 서로를 향하여 변위 가능하다. 예를 들면, 정지 링 또는 정면 정지판은 스프링 슬리브에서 또는 스프링 페그 상에서 축방향 가동 방식으로 안내될 수 있고 고정된 정지부에 의해 일 측면에서의 운동이(in terms of movement) 제한된다. 제 2 스프링의 스프링 페그 또는 스프링 슬리브는 제 1 스프링 상에서 직접 지지 장치 내의 정면 단부판에 의해 지지될 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 개선예는, 힘 발생 장치가 이의 축방향으로 변위 가능한 스핀들을 가지며 회전가능하게 장착된 스핀들 너트를 가지며, 여기서 스핀들 너트가 지지 장치 상에 지지되는 것을, 제공한다. 다른 힘 발생 장치, 예를 들면 팽창성 유압 플런저 또는 기어휠들에 의해 구동될 수 있는 신축적으로 연장가능한 치형 랙이 또한 구상 가능하다.
스핀들 너트의 부가(participation)에 의해 힘 발생이 구현되는 경우, 스핀들 너트는 유리하게는 롤링 베어링의 형태의 축방향 베어링에 의해 지지 장치에 대해 지지될 수 있다. 롤링 베어링은 예를 들면 니들-롤러 베어링의 형태 또는 볼 베어링의 형태일 수 있다.
지지 장치가 특히 하우징에 의해 형성된 카운터베어링(counterbearing) 상에 배열되는 것이 제공되는 것이 특히 유리할 수 있는데, 상기 하우징은 지지 장치를 수용하고 카운터베어링 상에서 제 1 스프링 요소 및 제 1 지지력이 초과되는 경우 또한 제 2 스프링 요소가 지지된다. 상기 유형의 하우징은 예를 들면 주조 금속 하우징 또는 강한 설계의 시트 금속 하우징 형태일 수 있다. 상기 하우징은 힘 발생 장치 및 지지 장치뿐만 아니라 예를 들면 나사형 스핀들을 구동하기 위한 모터 및 기어링(gearing)을 구비한 힘 발생 장치용 구동 장치를 수용할 수 있다.
본 발명의 추가의 유리한 개선예는 이동 센서가 서로에 대해 이동가능하고 하나가 힘 발생 요소에 간접적으로 또는 직접적으로 연결되는 반면 각각의 다른 하나가 카운터 베어링에 연결되는 하나 이상의 센서 요소 및 하나 이상의 인코더 요소를 갖는 것을 제공한다. 이에 따라 이동 센서에 의해 힘 발생 장치와 카운터베어링 사이의 상대적 운동을 감지하는 것이 가능한데, 상기 상대적 운동은 지지 장치의 응력 및 제 1 및 제 2 스프링 요소들, 및 이에 따른 발생된 힘의 측정치(measure)이다.
본 발명의 기본적 개념에 의해, 상기 유형의 이동 센서와 함께 작은 발생된 힘에 대응하는 한정된 범위에서 및/또는 비교적 높은 힘(특히 유리하게는, 힘 발생 장치에 의해 발생된 최대력 레벨)에 대응하는 제 2 힘 범위에서만 이동 표시부(travel mark)의 통과를 감지하는 것이 가능하다. 특히 유리하게는 두 개의 인코더 요소들 또는 하나의 센서 요소 또는 두 개의 센서 요소들 및 하나의 인코더 요소들이 제공되어, 작은 힘 레벨(제 1 지지력)의 획득 및 제 2 힘 레벨(제 2 지지력)의 획득 모두가 각각 개별적으로 감지될 수 있다는 것이 사실이다.
이에 대해, 힘 발생 요소가 제 1 스프링 이동을 완전히 이동하였을 때 제 1 신호를 출력하기 위해 그리고 제 2 지지력에 도달된 후 힘 발생 요소가 추가의 이동을 완전히 이동하였을 때 제 2 신호를 출력하기 위해 이동 센서가 제공되는 것이 유리하게 제공된다.
본 발명은 위에서 설명된 유형의 장치뿐만 아니라 상기 유형의 장치를 작동하기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서, 힘의 발생 동안, 제 1 지지력 이외에 제 1 스프링 요소에 의한 힘의 흡수 및 제 1 스프링 이동을 초과하는 스프링 이동이 제 1 기계적 결합 수단에 의해 방지될 때까지, 처음에 제 1 스프링 요소가 제 1 스프링 이동에 의한 응력 하에 놓이며, 곧이어 제 2 스프링이 제 2 지지력을 초과하는 경우 추가 응력 하에 놓이며, 응력 하에서 제 2 스프링 요소의 배치 및 추가 응력 하에서 제 1 스프링 요소의 배치가 이동 센서로부터의 각각의 신호에 의해 신호화된다.
제 1 지지력의 레벨의 초과와 제 2 지지력의 달성 사이의 범위에서, 지지 장치의 추가 운동들은 실제로 무시 가능하다. 따라서, 이러한 힘 범위에서, 발생력의 증가에도 불구하고, 힘 발생 장치는 무시가능하게 작은 정도로 움직인다.
본 발명은 또한 위에서 설명된 유형의 장치를 가지는 시스템에 관한 것으로, 여기에서 이동 센서는 본 발명에 따른 장치의 구동부뿐만 아니라 다른 조립체를 제어하는 제어 장치에 연결된다.
힘 발생 장치의 운동에 관한 데이터가 이동 센서에서, 예를 들면 상이하게 측정된 자기장 세기들을 기초로 하여, 연속적으로 감지되고 평가될 필요가 없고, 최소한의 경우에서 제 1 지지력 레벨에 도달될 때 단지 제 1 신호만 출력되고 제 2 지지력 레벨에 도달될 때 제 2 신호가 출력된다는 사실에 의해, 이동 신호들 및 이에 따라 발생된 힘에 관한 정보의 프로세싱이 단순화되어 개별 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서에 의해 이동 센서에서 수행될 필요가 없다. 오히려, 발생되는 작은 양의 데이터는 국부적 유닛에 의해 함께 수용될 수 있는데, 이 국부적 유닛은 힘 발생을 위한 장치로부터 분리되고 전용 프로세서 또는 마이크로제어기를 갖는다. 상기 데이터는 전기적 또는 광학적 데이터 라인들을 통해 힘 발생을 위한 장치와 데이터 프로세싱 장치 사이로 전달될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들은 도면을 기초로하여 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 스핀들, 스핀들 너트, 두 개의 동축 스프링 요소들 및 구동부를 가지는 힘 발생 장치를 측면도로 도시하며,
도 2는 하우징을 구비한, 도 1에 따른 배열을 통한 종방향 단면도를 도시하며,
도 3은 도 2의 단면도에 대해 회전된 단면도로, 도 1에서와 같은 배열을 통한 다른 종방향 단면도를 도시하며,
도 4는 도 2 및 도 3에 따른 힘 발생 장치의 하우징의 3차원도를 도시하며,
도 5는 제 2 스프링 요소를 3차원도로 도시하며,
도 6은 도 5로부터의 제 2 스프링 요소를 상이한 관측 각도로 도시하며,
도 7은 도 5 및 도 6에서와 같은 제 2 스프링 요소를 종방향 단면도로 도시하며,
도 8은 외측 스프링 슬리브를 구비한 제 2 스프링 요소의 다른 실시예를 도시하며,
도 9는 실제로 힘이 발생되지 않은 상태에서, 작동 원리들을 설명하기 위해 힘 발생 장치의 개략적인 종방향 단면도를 도시하며,
도 10은 중간 힘이 발생되는 상태의, 도 9에 따른 예시이며,
도 11은 큰 힘이 발생되는 상태의, 도 9 및 도 10과 유사한 예시이며,
도 12는 스핀들, 스핀들 너트 및 스프링 요소에서 예압되는 스프링을 가지는 힘 발생 장치를 종방향 단면도로 도시하며,
도 13은 도 12에 따른 장치를 외부도로 도시한다.
도 1은, 스핀들(2)과 상호 작용하는 스핀들 너트(1)를 측면도로 힘 발생 요소로서 도시한다. 스핀들 너트(1)는 회전 가능하도록 장착되고 축방향 베어링(3) 상에 지지된다. 스핀들 너트의 외부 측면에, 스핀들 너트(1)는 구동 기어휠(5) 및 구동 모터(더 상세하게 예시되지 않음)에 의해 구동될 수 있는 나선의 치형 기어휠(helically toothed gearwheel; 4)을 지탱한다.
축방향 베어링(3)은 전형적으로 롤링 베어링의 형태이며 제 2 스프링 요소(7)에 지지되고 제 2 스프링 요소는 이어서 예시된 상태에서 축방향(11)으로 제 1 스프링 요소(8) 상에 지지된다. 제 1 스프링 요소(8)는 스핀들(2) 또는 스핀들 너트(1)의 회전 동안 스핀들의 변위 이동(displacement travel)을 동축으로 둘러싸는 나선형 스프링의 형태이다.
도면부호 "9"는 스프링 요소들의 구역에서 스핀들(2)을 둘러싸서 보호하는 슬리브를 표시한다. 케이블 풀(cable pull)의 형태의 인장 요소는 제 1 단부(2a) 반대편에 위치되는 스핀들(2)의 단부(2b)(도 1에 예시안됨)에 부착되고, 케이블 풀을 통해, 스핀들(2)이 변위될 때 당김 운동(pulling movement)에 의해 챠량의 파킹 브레이크(예시안됨)가 작동된다.
스핀들(2)이 화살표(10) 방향으로 움직이면, 인장 요소가 당겨지거나 인장력이 증가된다. 이러한 경우, 힘은 화살표(11)의 방향으로 스핀들(2) 및 스핀들 너트(1) 상에 작용한다.
화살표(11)의 방향으로 스핀들(2)의 운동의 경우, 당김 작용이 제거되고 인장력이 감소된다.
힘 발생의 과정 동안, 스핀들 너트(1)는 제 1 스프링 요소(8)와 제 2 스프링 요소(7) 상에 지지된다. 제 1 스프링 요소(8)는 제 2 스프링 요소(7)의 스프링보다 더 낮은 스프링 상수를 구비하고 더 부드러운 스프링의 형태이어서, 제 1 스프링(8)이 먼저 그리고 제 2 스프링 요소(7)의 스프링보다 더 큰 정도로 압축된다. 제 1 스프링(8)은 예를 들면 하우징(도 1에 더 상세하게 도시되지 않음)의 일 부분을 형성하는 제 1 정지부(12) 상에 지지된다.
낮은 인장력이 발생되고 제 1 스프링(8)에 의해 대응하는 지지력이 인가되는 경우, 제 1 스프링(8)을 향하여 움직이는 제 2 스프링 요소에 의해서, 제 1 스프링이 자체적으로 변형되지 않는 정도로 압축된다. 제 1 스프링 이동이 완전히 이동되었을 때(travel through), 제 2 스프링 요소(7)의 제 1 정면-측 유지 요소(13)는 고정된 제 2 정지부(15)에 맞닿아 접촉한다. 이 시점에서, 제 2 스프링 요소(7)의 제 2 정면-측 유지 요소(14)는 또한, 제 2 스프링 요소(7)가 스프링의 축방향으로 압축되거나 팽창되지 않으면서, 화살표(11)의 방향으로 움직인다.
대응적으로, 축방향 베어링(3)은 화살표(11)의 방향으로 전형적으로 약 2 mm 정도 움직여서, 스핀들 너트(1)도 또한 상기 운동을 수행한다. 기어휠(4 및 5)들의 맞물림에 의해 축방향(11)으로 서로에 대한 두 개의 기어휠들의 이 같은 상대적 운동을 허용한다.
스핀들 너트(1)의 추가 회전에 의해, 인장력이 증가되면, 제 2 기계적 정지부(15)와 함께 제 1 기계적 결합 수단을 형성하는 제 1 정면-측 유지 요소(13)가 고정된 정지부에 맞닿아 접촉하기 때문에, 제 1 스프링(8)이 더 이상 압축되지 않는다. 제 1 스프링(8)은 대응하는 부분 압축을 초과하는 어떠한 추가 힘도 흡수하지 않는다.
인장력 또는 지지력이 더 증가되면, 제 2 지지력의 레벨에 도달될 때 제 2 스프링 요소(7)가 축방향으로 압축될때만 축방향으로의 추가 운동이 발생한다.
이러한 사항은 아래에서 추가로 더 상세하게 논의될 것이다.
도 1에서, 도면부호 "16"은 스핀들 너트(1)에 대해 축방향으로 정지되어 있는 하나 이상의 요소를 갖는 이동 센서를 표시한다. 이동 센서(16)의 추가 요소(상세하게 예시안됨)는 스핀들 너트(1)와 함께 축방향으로 이동하여, 스핀들 너트의 축방향 운동이 서로에 대한 이동 센서의 두 개의 부분들의 상대적 운동에 의해 감지될 수 있다.
도 1에서, 제 2 정지부(15)에 도달하기 위해 제 2 스프링 요소(7)의 제 1 정면-측 유지 요소(13)가 이동하는 이동(travel)은 도면부호 "17"로 별도로 표시된다. 이러한 이동은 제 1 스프링 이동을 형성한다.
도 2는 스핀들(2) 및 그 위에 회전가능하게 안내되고 이어서 축방향 베어링(3) 상에 화살표(11)의 방향으로 지지되는 스핀들 너트(1)를 종방향 단면도로 도시한다. 스핀들(2)은, 이의 제 2 단부(2b)에서, 케이블 풀에 대해 더 이상 자세하게 예시되지 않는 방식으로 연결되며 화살표(10)의 방향으로 케이블 풀에 인장력을 가한다. 스핀들 너트(1)를 회전시킴으로써, 상기 인장력은 증가되거나 감소되고, 여기서 인장력이 인가되는 경우, 스핀들 너트(1)가, 발생되는 지지력으로, 축방향 베어링(3)을 통해 하우징(18, 19) 상에 지지된다. 축방향 베어링(3)은 이 경우 처음에 지지 링(20)에 맞닿아 지지되고, 이 지지 링(20)은 이어서 제 2 스프링 요소(7)의 제 2 정면-측 유지 요소(14)에 대해 지지된다. 제 2 스프링 요소(7)는 이어서 제 1 스프링 요소(8)에 맞닿아, 또는 제 1 지지력에 도달한 후 하우징(19)의 제 1 정지부(15)에 맞닿아 지지된다. 제 1 스프링 요소(8)는 이어서 하우징(19)의 제 1 정지부(12) 상에 지지된다.
또한, 도 2에서, 전기 모터의 형태이고, 샤프트(22)에 의해, 구동 기어휠(5)을 구동하는 구동 모터(21)가 예시된다.
도 3에서, 도 2와 관련하여 설명된 부분들은 단면도로 예시되며, 단면도의 단면 방향은 도 2의 단면 방향에 대해 회전된다. 도 3에서, 동일한 부분들은 동일한 도면부호들로 표시된다.
도 4는 힘 발생 장치의 하우징(18, 19)을 3차원도로 도시하며, 여기서 케이블 풀(예시안됨)은 정상 상태에서 개구(23)로부터 돌출한다.
도 5, 도 6, 및 도 7은 나선형 스프링 형태로, 스프링 페그(25) 상에 장착되는 제 2 스프링(24)을 구비한 제 2 스프링 요소(7)를 상이한 도면들(도 7에서 종방향 단면으로)로 도시한다. 스프링 페그(25)는 제 1 정면-측 유지 요소(13) 및 제 2 정면-측 유지 요소(14)를 가지며, 여기서 예시된 실시예에서, 페그(25)의 플랜지로서 제 1 정면-측 유지 요소(13)는 제 2 정면-측 유지 요소에 단단히 연결된다. 스프링(24)은 플랜지(13) 상에 축방향으로 고정된 방식으로 지지된다.
다른 측면에서, 스프링(24)은 제 1 정면-측 유지 요소들/플랜지(13)와 제 2 정면-측 유지 요소(14) 사이에서 미리-압축되고, 이에 따라 예압된다. 제 2 정면-측 유지 요소(14)는 이 경우 제 1 정면-측 유지 요소(13)에 대해 축방향으로 변위 가능하고 정면 표면(face surface; 27)을 갖는 파이프 스터브(26)에 단단히 연결되는 링의 형태이다. 정면 표면(27)은 축방향 베어링(3)에 대한 카운터베어링을 형성한다. 정면 표면(27)에 대한 축방향 베어링(3)에 의한 압력의 인가에 의해, 파이프 스터브(26)는, 제 2 지지력이 초과될 때, 제 1 정면-측 유지 요소(13)를 향하여 변위될 수 있으며, 스프링(7)이 더 압축된다.
제 1 정면-측 유지 요소(13)의 방향으로의 제 2 스프링 이동에 의한 파이프 스터브의 변위 후 파이프 스터브(26)에 맞닿아 지지될 때, 축방향 베어링(3)이 페그(25) 또는 페그의 정면-측 연속체에 맞닿아 접촉하도록, 제 2 스프링(24)의 추가 압축이 제 2 스프링 이동에 대해 제한되도록, 제 2 스프링 요소(7)가 설계될 수 있다. 상기 제 2 스프링 이동은 제 2 스프링 요소의 추가 압축 동안 최대로 가능한 행정에 대응하며 이는 도 7에서 예시되고 도면부호 "28"로 표시된다.
도 8은 제 2 스프링 요소의 추가 실시예를 종방향 단면도로 도시하며, 이 실시예에서 제 2 스프링(24)은 슬리브(29) 내에서, 제 1 정면-측 유지 요소를 형성하는, 슬리브의 내부 플랜지(30)와, 제 2 정면-측 유지 요소를 형성하는, 프레스-인 링(press-in ring; 31) 사이에서 미리 압축되고, 여기서 프레스-인 링(31)은 행정(28') 만큼 정면-측에서 슬리브(29)의 외곽을 초과하여 돌출하고 축방향 베어링(3)에 의해 부하가 가해질 때 행정(28') 만큼 제 2 스프링(24)의 추가 압축에 대해 슬리브(29) 내로 가압될 수 있는 파이프 스터브(32)에 연결된다. 프레스-인 링(31)은 파이프 스터브(32)와 함께, 슬리브(29) 내로 나사 결합될 수 있고, 스크류 연결 링(33)에 의해, 슬리브 내로 예압되어 고정될 수 있다.
도 9, 도 10, 및 도 11은 3개의 상이한 위치들에서 제 1 및 제 2 스프링 요소(7, 8)들 및 힘 발생 요소 및 이동 센서를 구비한 본 발명의 개략적인 이미지들을 예시한다.
힘 발생 요소/스핀들 너트(1)에 의해 도입된 지지력은 화살표(34)에 의해 표시된다. 지지력이 축방향 베어링에 작용하는데, 상기 축방향 베어링 자체는 도 9, 도 10, 및 도 11에 예시되지 않으며 상기 축방향 베어링은 상기 지지력(34)이 도입되는 지점과 상기 축방향 베어링이 제 2 스프링 요소(7) 상에 지지되는 지점 사이의 적절한 위치에 배열될 수 있다. 도 9에 예시된 상태에서, 이동 센서(16)는 인코더(16a, 16b)들 중 어느 하나도 센서 요소(16c)를 통과하지 않는 위치에 예시된다. 이에 따라 이동 센서는 지지력의 레벨이 실제로 0인 것을 신호화한다. 이제 지지력(34)이 인가되면, 지지력은 제 2 스프링 요소(7)의 제 2 정면-측 유지 요소(14) 상에 작용하고, 변형되지 않는 스프링 모듈로서, 제 1 스프링(8)에 맞닿아 제 2 스프링 요소(7) 전체를 가압한다. 제 1 스프링(8)이 제 2 스프링 요소(7)의 예비 부하보다 상당히 더 약하기 때문에, 제 1 스프링 이동(17)을 통하여 이동하는, 제 1 스프링(8)은, 제 2 스프링 요소(7)가 하우징(19)의 정지부(15)에 맞닿아 접촉할 때까지, 압축된다. 이 경우, 제 1 스프링(8)은 하우징(19)의 제 1 정지부(12) 상에 지지된다. 제 1 스프링 이동이 완전히 이동된 후, 도 10에 예시된 위치가 추정된다. 제 1 인코더(16a)가 센서 요소(16c)를 통과하여, 제 1 스프링 이동이 완전히 이동된 사실이 센서 요소(16c)에 의해 신호화된다. 지지력(34)의 추가 증가의 경우, 추가 이동은 처음에 완전히 이동되지 않는다. 지지력의 추가 증가의 경우, 탄성은 가능하게는 예를 들면 케이블 풀과 같은 힘 전달 요소들(예시안됨)에 의해 전달된다. 도 10에 예시된 위치는 예를 들면 대략 100 N(제 1 지지력의 레벨) 내지 대략 1500 N의 힘 범위로 추정된다. 이 경우, 1500 N의 크기가 제 2 지지력의 레벨에 대응한다. 상기 레벨이 지지력의 추가 증가의 결과로서 초과되는 경우, 제 2 스프링 요소(7)의 제 2 정면-측 유지 요소(14)의 운동은, 도 10에 예시된 바와 같이, 제 2 스프링(24)의 추가 압축 및 이에 따른 제 2 스프링 이동(28)이 완전히 이동되는 것을 초래한다. 제 2 스프링 이동의 엔드(end)는 제 2 스프링 요소(7) 상의 정지부 및 스프링(7a)의 추가 압축의 제한으로 한정된다. 제 2 스프링 이동의 제한은 특히 도 5 내지 도 8과 관련하여 더 상세하게 설명된다.
도 11에서, 제 2 스프링 이동(28)이 완전히 이동된 후, 이동 센서(16)는 제 3 상태로 이동하는데, 이 제 3 상태에서 제 2 인코더(16b)가 센서 요소(16c)를 지나서 이동하거나 센서 요소(16c)에 도달하여, 제 2 스프링 이동(28)이 완전히 이동한 사실이 신호화될 수 있다는 것을 알 수 있다.
센서(16)는 이와 같이, 도시된 예시적인 실시예에 따라, 제 1 스프링 이동(17)이 완전히 이동된 사실 및, 센서 요소(16c)를 지나가는 인코더(16a, 16b)들에 의해, 제 2 스프링 이동(28)이 완전히 이동된 사실을 단지 신호화하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 단지 두 개의 상이한 신호들만이 추가 제어의 목적들을 위해 출력되고 확인되고 평가되는 것이 기본적으로 필요하다.
인장력 및 지지력의 제거시, 스핀들은 화살표(35)의 방향으로 움직되고 도 9, 도 10, 및 도 11의 상태들은 도 10 및 최종적으로 도 9에 의해 후속된, 도 11로 시작하는 순서를 거쳐 지나간다. 최종적으로, 제 1 스프링 이동(17)이 완전히 이동된 사실이 신호화되고, 이에 의해 이동 센서는 제 1 스프링(8)이 이완되고 인장력이 제거되고 파킹 브레이크의 해제가 발생된 것을 신호로 출력하고, 구동부는 스위칭 오프될 수 있다. 역으로, 파킹 브레이크의 결합의 경우, 스핀들(1)의 구동 모터(21)를 스위칭 오프하기 위한 대응 신호가, 제 2 스프링 이동(28)이 완전히 통과한 후, 출력된다.
도 12는 지지 링(20) 상에 축방향 베어링(3)에 의해 지지되는 스핀들 너트(1) 및 스핀들(2)을 갖는, 힘 발생 장치를 도시한다. 요소들 및 기능은 기본적으로 도 2 및 도 3에 예시된 설계의 경우의 요소들 및 기능과 동일하며, 여기서 스프링 요소(8)가 필요 없다. 센서에 의해, 단지 셋포인트 힘의 달성을 나타내는, 제 2 스프링 요소(7)의 이동만이 측정된다. 스프링 요소(7)의 이동은 예를 들면 상기 스프링 요소에 또는 예를 들면 지지 링(20)에 체결되는 자석에 의해 측정될 수 있으며, 상기 자석은 정적 센서(static sensor)와 상호 작용한다. 다른 방식으로, 도 1 내지 도 3과 관련하여 이루어진 설명들이 여기서 또한 적용된다.
도 12와 같이, 도 13은 도 1에 예시된 설계와 대응하는 설계를 도시하는데, 도 13의 실시예에서 단지 스프링(24)을 구비한 단일 스프링 요소(7)만이 제공되는 차이점을 갖는다. 스프링 요소(7)는 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 설계에 대응한다.
도 12 및 도 13에서, 스프링 요소(7)는 정지부(36)에 직접 맞닿아 지탱한다. 도 12 및 도 13에 예시된 설계는 자동차 브레이크의 경우 셋포인트 제동력이 얻어질 때 센서에 의해 구동 모터를 비 작동시키기에 적절하다.
이의 다양한 실시예들에서 설명된 발명에 의해, 일반적으로 파킹 브레이크 또는 힘을 발생하기 위해 사용될 수 있는 소정의 다른 장치의 제어가 상당히 단순화되어 비용이 감소되는 것이 가능하다.
1 스핀들 너트
2 스핀들
2a, 2b 스핀들 단부
3 축방향 베어링
4 기어휠
5 구동 기어휠
7 제 2 스프링 요소
8 제 1 스프링 요소
9 슬리브
10 화살표
11 화살표
12 제 1 정지부
13 제 1 유지 요소
14 제 2 유지 요소
15 제 2 정지부
16 이동 센서
16a, 16b 인코더
16c 센서 요소
17 제 1 스프링 이동
18, 19 하우징
20 지지 링
21 구동 모터
22 샤프트
23 개구
24 제 2 스프링
25 스프링 페그
26 파이프 스터브
27 정면 표면
28 행정
29 슬리브
30 플랜지/ 유지 요소
31 프레스-인 링/유지 요소
32 파이프 스터브
33 나사 연결 링
34 지지력
35 화살표
36 정지부

Claims (21)

  1. 구성요소에 제 1 방향(10, 35)으로 인가되는 힘을 발생시키는 힘 발생 장치로서,
    제한된 탄력 신축성을 나타내고 하나 이상의 스프링 요소(7)를 가지는, 지지 장치(3, 7) 상에 지지되는 힘 발생 요소(1)를 가지며, 상기 하나 이상의 스프링 요소는 힘 전달 체인 내에 배열되고 힘의 전달 동안 응력 하에 놓일 수 있는,
    힘 발생 장치에 있어서,
    예정된 지지력이 초과되었을 때에만 스프링(24)이 추가 응력 하에 놓일 수 있도록 상기 예정된 지지력으로 기계적 결합 수단(13, 14, 30, 31, 32, 33)에 의해 상기 스프링(24)이 예압되는(prestressed), 스프링 모듈에 의해 상기 스프링 요소(7)가 형성되고,
    상기 힘 발생 요소(1)의 변위를 직접적으로 또는 간접적으로 감지하기 위한 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프링 요소(7)의 스프링(24)이 상기 힘 발생 요소(1)에 의해 발생될 수 있는 최대력의 50% 이상으로 예압되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    시스템에서의 셋포인트 힘으로부터 허용가능한 편차에 대응하는 허용치를 뺀(minus), 상기 힘 발생 요소(1)에 의해 발생될 최대력으로 상기 스프링 요소(7)의 스프링(24)이 예압되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 힘 발생 요소(1)는 전기 구동 모터(21)에 의해 구동될 수 있으며,
    상기 전기 구동 모터(21)는, 상기 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)로부터의 신호에 의존하는 방식으로 제어가능하고 상기 이동 센서에 의해 감지된 힘이 셋포인트 힘에 도달하는 경우 정지되며,
    상기 스프링 요소(7)의 스프링(24)은 시스템에서의 셋포인트 힘으로부터 허용가능한 편차에 대응하는 허용치를 뺀, 셋포인트 힘으로 예압되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 허용치가 셋포인트 힘의 10% 미만이 되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스프링 요소(7)의 스프링(24)은 압축 스프링의 형태인 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스프링 요소(7)의 스프링(24)은 나선 스프링 또는 판 스프링의 형태인 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 힘 발생 장치의 작동 방법으로서,
    예정된 지지력이 초과되는 경우 스프링 요소(7)의 스프링(24)이 추가 응력 하에 놓이며,
    추가 응력 하에서 스프링 요소(7)의 배치가 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)로부터의 신호에 의해 신호화되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치의 작동 방법.
  9. 구성요소에 제 1 방향(10, 35)으로 인가되는 힘을 발생시키기 위한 힘 발생 장치로서,
    제한된 탄력 신축성을 나타내고 두 개 이상의 스프링 요소(7, 8)들을 가지는, 지지 장치(3, 7, 8) 상에 지지되는 힘 발생 요소(1)를 가지며, 상기 두 개 이상의 스프링 요소는 힘 전달 체인 내에 직렬로 배열되고 힘의 전달 동안 응력 하에 놓일 수 있으며, 제 1 스프링 요소(8)가 제 2 스프링 요소(7)보다 작은 강도(stiffness)를 가지는, 힘 발생 장치에 있어서,
    상기 제 1 스프링 요소(8)는 제 1 스프링 이동(17)에 걸쳐 제 1 지지력의 작용 하에서 응력을 받으며 배치될 수 있으며,
    제 1 스프링 이동(17)을 넘어서는 스프링 이동과, 그리고 제 1 지지력을 넘어서는(over and above) 제 1 스프링 요소(8)에 의한 힘의 흡수가, 제 1 기계적 결합 수단(13, 15)에 의해 방지되며,
    제 2 지지력이 초과되는 때에만 제 2 스프링(24)이 추가 응력 하에 놓일 수 있는 방식으로 제 2 기계적 결합 수단(13, 14, 30, 31, 32, 33)에 의해 제 2 지지력으로 상기 제 2 스프링(24)이 예압되는 스프링 모듈에 의해 제 2 스프링 요소(7)가 형성되며,
    상기 힘 발생 요소(1)의 변위를 직접적으로 또는 간접적으로 감지하기 위한 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스프링 요소(7, 8)들이 압축 스프링 요소들의 형태인 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스프링 요소(7, 8)들이 인장 스프링 요소들의 형태인 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 스프링(8, 24)들은 각각 나선형 스프링들의 형태인 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 스프링 이동(17)이 완전히(through) 이동된 후, 상기 힘 발생 요소(1)와 상기 제 1 스프링 요소(8) 사이의 힘 전달 체인 내에 배열되는 요소에 의해, 맞닿아 접촉되는 제 2 정지부(15)에 의해, 제 1 기계적 결합 수단이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 스프링 요소(7)는 두 개의 정면-측 유지 요소(13, 14)들 사이에서 예압되는 스프링(24)을 가지며,
    상기 두 개의 정면-측 유지 요소(13, 14)들은, 상기 제 2 지지력이 초과된 후, 상기 제 2 스프링(24)의 힘에 반대로, 서로를 향하여 변위가능한 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 힘 발생 장치(1, 2)는 그의 축방향(10, 11, 34, 35)으로 변위 가능한 스핀들(2)을 가지며, 회전가능하게 장착된 스핀들 너트(1)를 힘 발생 요소로서 가지며, 상기 스핀들 너트(1)는 지지 장치(3, 7, 8) 상에 지지되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스핀들 너트(1)는 롤링 베어링의 형태의 축방향 베어링(3)에 의해 상기 지지 장치(3, 7, 8)에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  17. 제 9 항 내지 제 11 항 및 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 장치(3, 7, 8)는 카운터베어링(counterbearing) 상에 배열되고,
    상기 카운터베어링은,
    상기 지지 장치를 수용하며 상기 제 1 스프링 요소가 그리고 제 1 지지력이 초과하는 경우에는 제 2 스프링 요소 또한 위에 지지되는, 하우징(12, 15, 18, 19)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  18. 제 9 항 내지 제 11 항 및 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 장치(3, 7, 8)가 카운터베어링(12, 15, 18, 19) 상에 배열되고,
    상기 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)는,
    하나 이상의 센서 요소(16c)를 그리고, 서로에 대해 이동가능하고 그 중 하나가 상기 힘 발생 요소(1)에 간접적으로 또는 직접적으로 연결되고 각각의 다른 하나가 상기 카운터베어링(12, 15, 18, 19)에 연결되는, 하나 이상의 인코더 요소(16a, 16b)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 힘 발생 요소가 제 1 스프링 이동(17)을 완전히 이동되었을 때 제 1 신호를 출력하기 위해 그리고 제 2 지지력에 도달된 후 힘 발생 요소(1)가 추가의 이동(28, 28')을 완전히 이동되었을 때 제 2 신호를 출력하기 위해
    상기 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치.
  20. 제 9 항 내지 제 11 항 및 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 힘 발생 장치의 작동 방법으로서,
    제 1 스프링 이동(17)을 넘어서는 스프링 이동과 그리고 제 1 지지력을 넘어서는 제 1 스프링 요소(8)에 의한 힘의 흡수가 제 1 기계적 결합 수단(13, 15)에 의해 방지될 때까지, 힘의 발생 동안, 처음에 상기 제 1 스프링 요소(8)가 상기 제 1 스프링 이동(17)에 걸쳐 응력 하에 놓이며,
    뒤이어 제 2 지지력을 초과되는 경우에 상기 제 2 스프링 요소(7)의 제 2 스프링(24)이 추가 응력 하에서 놓이며,
    응력 하에서 제 1 스프링 요소(8)의 배치 및 추가 응력 하에서 상기 제 2 스프링 요소(7)의 배치가 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)로부터의 각각의 신호에 의해 신호화되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치의 작동 방법.
  21. 제 1 항, 제 2 항, 제 9 항 내지 제 11 항 및 제 14 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 힘 발생 장치를 가지는 시스템으로서,
    상기 이동 센서(16, 16a, 16b, 16c)는
    상기 힘 발생 장치의 구동 모터(21) 및 다른 조립체를 제어하는 제어 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    힘 발생 장치를 가지는 시스템.
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