EP4299207A1

EP4299207A1 - C-shaped tool holder, setting tool with the c-shaped tool holder and method for adjusting a displacement of the c-shaped tool holder

Info

Publication number: EP4299207A1
Application number: EP22181365.2A
Authority: EP
Inventors: Andre Kleinemeier
Original assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Current assignee: Boellhoff Verbindungstechnik GmbH
Priority date: 2022-06-27
Filing date: 2022-06-27
Publication date: 2024-01-03
Also published as: US20230415222A1; CN117299940A

Abstract

Ein C-förmiger Werkzeughalter (1) mit einer Rahmenstruktur (10), die eine Rahmenebene (R) definiert, umfasst einen ersten Schenkel (20) und einen dem ersten Schenkel (20) gegenüberliegend angeordneten zweiten Schenkel (30), die jeweils ein Verbindungsende und ein Arbeitsende (22, 32) aufweisen. Weiterhin umfasst der Werkzeughalter (1) ein Verbindungsstück (40), über das der erste (20) und der zweite Schenkel (30) an dem jeweiligen Verbindungsende miteinander verbunden sind. Das Arbeitsende (22) des ersten Schenkels (20) dient zur Befestigung eines Stempels (24) mit einer dazugehörigen Antriebseinheit, die eine Bewegungsrichtung des Stempels (24) in Richtung des Arbeitsendes (32) des zweiten Schenkels (30) definiert, und das Arbeitsende (32) des zweiten Schenkels (30) dient zur Befestigung eines Matrizendoms (34). Eine Versatzdifferenz (Δz) aufgrund eines schwerkraftbedingten Versatzes zwischen dem Arbeitsende (22) des ersten (20) und dem Arbeitsende (32) des zweiten Schenkels (30) senkrecht zur Rahmenebene (R) ist durch mindestens ein Ausgleichselement (50) minimierbar, das an einem oder mehreren der folgenden Elemente angeordnet ist: dem ersten Schenkel (20), dem zweiten Schenkel (30) oder dem Verbindungsstück (40). Weiterhin ist ein Schnittpunkt (S) einer ersten Geraden (G1), die der Bewegungsrichtung des Stempels (24) in Richtung des Arbeitsendes (32) des zweiten Schenkels (30) entspricht, und einer zweiten Geraden (G2), die vom Arbeitsende des zweiten Schenkels (30) in Richtung des Arbeitsendes des ersten Schenkels (20) verläuft, durch das mindestens eine Ausgleichselement (50) auf einen Arbeitspunkt einstellbar.

A C-shaped tool holder (1) with a frame structure (10), which defines a frame plane (R), comprises a first leg (20) and a second leg (30) arranged opposite the first leg (20), each of which has a connecting end and have a working end (22, 32). The tool holder (1) further comprises a connecting piece (40), via which the first (20) and the second leg (30) are connected to one another at the respective connecting end. The working end (22) of the first leg (20) is used to fasten a stamp (24) with an associated drive unit, which defines a direction of movement of the stamp (24) in the direction of the working end (32) of the second leg (30), and the working end (32) of the second leg (30) is used to attach a matrix dome (34). An offset difference (Δz) due to an offset due to gravity between the working end (22) of the first (20) and the working end (32) of the second leg (30) perpendicular to the frame plane (R) can be minimized by at least one compensating element (50), which is one or more of the following elements is arranged: the first leg (20), the second leg (30) or the connecting piece (40). Furthermore, there is an intersection point (S) of a first straight line (G1), which corresponds to the direction of movement of the stamp (24) in the direction of the working end (32) of the second leg (30), and a second straight line (G2), which corresponds to the working end of the second Leg (30) runs in the direction of the working end of the first leg (20), through which at least one compensating element (50) can be adjusted to a working point.

Description

1. Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen C-förmigen Werkzeughalter, ein Setzgerät mit dem C-förmigen Werkzeughalter und ein Verfahren zum Einstellen einer Versatzdifferenz des C-förmigen Werkzeughalters.The present invention relates to a C-shaped tool holder, a setting tool with the C-shaped tool holder and a method for adjusting an offset difference of the C-shaped tool holder.

2. Background of the invention

Die Verwendung von C-förmigen Werkzeughaltern ist im Stand der Technik allgemein bekannt, beispielsweise bei Setzgeräten. Üblicherweise weist ein entsprechender C-förmiger Werkzeughalter eine Rahmenstruktur auf, die eine Rahmenebene definiert, und umfasst zwei Schenkel, die über ein Verbindungsstück miteinander verbunden sind. An den freien Enden der Schenkel ist bei einem Setzgerät ein Stempel mit einer Antriebseinheit sowie ein Matrizendom angeordnet.The use of C-shaped tool holders is well known in the art, for example in setting tools. Typically, a corresponding C-shaped tool holder has a frame structure that defines a frame plane and includes two legs that are connected to one another via a connecting piece. In a setting tool, a stamp with a drive unit and a die dome are arranged at the free ends of the legs.

Steigende Anforderungen an solche C-förmigen Werkzeughalter hinsichtlich Genauigkeit und Zentrizität oder Konzentrizität der herzustellenden Verbindung engen die Toleranzen bei prozessbedingten Verformungen ein. Eine solche prozessbedingte Verformung ist beispielsweise das Aufbiegen des C-förmigen Werkzeughalters während des Setzvorgangs.Increasing demands on such C-shaped tool holders with regard to accuracy and centricity or concentricity of the connection to be produced are narrowing the tolerances for process-related deformations. Such a process-related deformation is, for example, the bending of the C-shaped tool holder during the setting process.

Für die Zentrizität ist dabei nicht die absolute Verformung des C-förmigen Werkzeughalters relevant, sondern dass sich der C-förmige Werkzeughalter so verformt, dass sich Stempel und Matrize im Arbeits- oder Fügepunkt zentrisch oder konzentrisch treffen. Mit anderen Worten müssen sich die beiden Schenkel des C-förmigen Werkzeughalters gleichermaßen verformen. Der Arbeits- oder Fügepunkt ist dabei der Berührungspunkt von Stempel und Matrize mit den dazwischenliegenden Bauteilen, wobei die Bauteilstärken im Vergleich zum Gesamthub des Setzgeräts vernachlässigbar sind.What is relevant for centricity is not the absolute deformation of the C-shaped tool holder, but rather that the C-shaped tool holder deforms in such a way that the punch and die meet centrally or concentrically at the working or joining point. In other words The two legs of the C-shaped tool holder must deform equally. The working or joining point is the point of contact between the punch and die and the components in between, whereby the component thicknesses are negligible compared to the overall stroke of the setting tool.

Ein Beispiel zur Verringerung von solchen prozessbedingten Verformungen findet sich in DE 10 2007 020 166 A1 . Hierin ist ein Werkzeughalter mit mechanischen Wirkmitteln beschrieben, der beispielsweise bei Anlagen für umformtechnische Fügeprozesse, insbesondere Clinchen und Stanznieten, sowie thermische Fügeprozesse wie Widerstandspunktschweißen, Handlingsprozesse, Prägeprozesse, Schraub- und Einpressprozesse verwendet wird. Der Werkzeughalter weist einen Werkzeughaltebereich auf, der ein Werkzeug hält, welches im Betrieb unter elastischer Verformung der Fachwerkstruktur des Werkzeughalters mit einer Betriebskraft gegen ein Werkstück oder dergleichen zu pressen ist. Es ist eine erhöhte Einsatzflexibilität dadurch gegeben, dass an dem Werkzeughalter, insbesondere lösbar, anzubringende, in einem oder auf einen Verformungsbereich wirkende mechanische Wirkmittel vorgesehen sind, welche unter der Verformung vorbestimmte mechanische Eigenschaften, insbesondere Verformungseigenschaften, des Werkzeughalters in vorbestimmtem Sinne beeinflussen. Dementsprechend wird mit den mechanischen Wirkmitteln einer prozessbedingten Verformung des Werkzeughalters entgegengewirkt, d.h. einem Aufbiegen des C-förmigen Werkzeughalters.An example of how to reduce such process-related deformations can be found in DE 10 2007 020 166 A1 . This describes a tool holder with mechanical active means, which is used, for example, in systems for forming joining processes, in particular clinching and punch riveting, as well as thermal joining processes such as resistance spot welding, handling processes, embossing processes, screwing and press-fitting processes. The tool holder has a tool holding area which holds a tool which, during operation, is to be pressed against a workpiece or the like with an operating force under elastic deformation of the truss structure of the tool holder. There is increased flexibility in use due to the fact that mechanical active means are provided which are to be attached to the tool holder, in particular releasably, and act in or on a deformation area, which influence predetermined mechanical properties, in particular deformation properties, of the tool holder in a predetermined sense during the deformation. Accordingly, the mechanical active means counteracts process-related deformation of the tool holder, ie bending of the C-shaped tool holder.

In modernen Anwendungen werden entsprechende C-förmige Werkzeughalter häufig in Verbindung mit mehrachsigen Robotern verwendet. Dazu weist der C-förmige Werkzeughalter entweder mittig im Bereich des Verbindungsstücks oder benachbart dazu am ersten Schenkel, d.h. oben, einen Befestigungsbereich für eine Anbindungseinheit zur Anbindung an den mehrachsigen Roboter auf. Bei den entsprechenden Fügeaufgaben ist der C-förmige Werkzeughalter daher häufig nicht ausschließlich senkrecht, sondern auch geneigt oder horizontal angeordnet.In modern applications, corresponding C-shaped tool holders are often used in conjunction with multi-axis robots. For this purpose, the C-shaped tool holder has a fastening area for a connection unit for connection to the multi-axis robot either in the middle of the area of the connecting piece or adjacent to it on the first leg, i.e. at the top. For the corresponding joining tasks, the C-shaped tool holder is therefore often arranged not only vertically, but also inclined or horizontally.

Insbesondere in der horizontalen Werkzeuglage verformt sich der C-förmige Werkzeughalter aufgrund seines Eigengewichts und des Gewichts des Antriebs, was einen großen Einfluss auf die Zentrizität der Verbindung hat. Des Weiteren gibt es verschiedene weitere Störgrößen, wie zum Beispiel ein Spiel in den Führungen oder aber auch Fertigungstoleranzen und die Materialstärke des C-förmigen Werkzeughalters, die zu Abweichungen von einem idealen Arbeits- oder Fügepunkt führen können. Dies ist aufgrund der steigenden Anforderungen an Setzgeräte ebenfalls zu berücksichtigen.Particularly in the horizontal tool position, the C-shaped tool holder deforms due to its own weight and the weight of the drive, which has a major influence on the centricity of the connection. There are also various other disturbance variables, such as play in the guides or manufacturing tolerances and the material thickness of the C-shaped tool holder, which can lead to deviations from an ideal working or joining point. This must also be taken into account due to the increasing demands on setting tools.

Zudem ist zu berücksichtigen, dass üblicherweise standardisierte Komponenten im Rahmen eines sogenannten Baukastenprinzips verwendet werden, um den Anforderungen an die Kosten, die Lieferzeiten und den Entwicklungsaufwand gerecht zu werden. Innerhalb eines solchen Baukastens für ein beispielhaftes Setzgerät gibt es für jede Variante des C-förmigen Werkzeughalters häufig nur eine ideale Kombination mit einem Matrizendom und einem Stempel mit Antriebseinheit. Mit anderen Worten weist jeder C-förmige Werkzeughalter einen idealen Arbeits- oder Fügepunkt bei gegebener Anbindung und gegebenem Antriebsgewicht auf. Umso weiter sich der tatsächliche Arbeits- oder Fügepunkt von dem idealen Arbeits- oder Fügepunkt entfernt, umso größer ist eine Exzentrizität der Verbindung. Daher haben alle weiteren Kombinationen des Baukastens üblicherweise eine Exzentrizität.It should also be taken into account that standardized components are usually used as part of a so-called modular principle in order to meet the requirements for costs, delivery times and development effort. Within such a modular system for an exemplary setting tool, there is often only one ideal combination with a die dome and a punch with a drive unit for each variant of the C-shaped tool holder. In other words, every C-shaped tool holder has an ideal working or joining point for a given connection and given drive weight. The further away the actual working or joining point is from the ideal working or joining point, the greater the eccentricity of the connection. Therefore, all other combinations of the kit usually have an eccentricity.

Je höher nun die Anforderungen an die Zentrizität sind, desto weniger Kombinationen können mit dem Baukasten realisiert werden.The higher the requirements for centricity, the fewer combinations can be realized with the modular system.

Für Werkzeuge, bei denen der Standardbaukasten nicht ausreicht, um die Anforderungen an die Zentrizität zu erfüllen, werden daher individuelle Sonderlösungen erarbeitet. Diese bestehen einerseits in der Fertigung steiferer C-förmiger Werkzeughalter, die insbesondere eine breitere Rahmenstruktur aufweisen. Dies führt jedoch zu höheren Kosten, einem höheren Gewicht sowie einer daraus resultierenden größeren Störkontur. Alternativ wird dieses Problem über Sonderanbindung an beispielsweise einen mehrachsigen Roboter gelöst. Auch dies führt jedoch zu höheren Kosten und einem höheren Gewicht, so dass dies nur für einige Kombinationen zielführend ist.For tools where the standard modular system is not sufficient to meet the centricity requirements, individual special solutions are developed. On the one hand, these consist of the production of stiffer C-shaped tool holders, which in particular have a wider frame structure. However, this leads to higher costs, higher weight and a resulting larger disruptive contour. Alternatively, this problem can be solved using a special connection to, for example, a multi-axis robot. However, this also leads to higher costs and greater weight, so this is only effective for some combinations.

Zusammenfassend ist daher festzuhalten, dass ein Nachteil der bekannten C-förmigen Werkzeughalter darin liegt, dass die Anforderungen an die Zentrizität die Kombinationsmöglichkeiten von Stempel mit Antriebseinheit und Matrize einschränken und die Verwendung von Sonderkonstruktionen erfordern. Letzteres geht mit hohen Kosten in Konstruktion und Herstellung, langen Lieferzeiten, höheren Lagerkosten sowie der entsprechenden Ersatzteilbevorratung und einem gestiegenen Aufwand in der Teilestammpflege einher.In summary, it should be noted that a disadvantage of the known C-shaped tool holders is that the requirements for centricity limit the possible combinations of punch with drive unit and die and require the use of special designs. The latter is accompanied by high costs in design and production, long delivery times, higher storage costs as well as the corresponding spare parts inventory and increased effort in parts master maintenance.

Bessere Eigenschaften im Hinblick auf die Zentrizität können meist nur über eine größere Breite des C-förmigen Werkzeughalters realisiert werden. Dies führt zu höheren Fertigungskosten aufgrund des erforderlichen Rohmaterials und der Bearbeitungszeit, einer größeren Störkontur des C-förmigen Werkzeughalters, einem höheren Eigengewicht und somit auch zu einem höheren Gesamtgewicht. Das höhere Gesamtgewicht bedingt, dass gegebenenfalls auf eine größere Roboterklasse bei der Anbindung eines beispielhaften Setzgeräts an einen mehrachsigen Roboter gewechselt werden muss, was zusätzlich zu höheren Kosten führt. Weiterhin hat das zusätzliche Eigengewicht eine größere Verformung zur Folge, was dem Vorteil der höheren Steifigkeit entgegenwirkt.Better properties in terms of centricity can usually only be achieved by increasing the width of the C-shaped tool holder. This leads to higher manufacturing costs due to the required raw material and processing time, a larger interference contour of the C-shaped tool holder, a higher dead weight and therefore a higher overall weight. The higher overall weight means that it may be necessary to switch to a larger robot class when connecting an exemplary setting device to a multi-axis robot, which also leads to higher costs. Furthermore, the additional dead weight results in greater deformation, which counteracts the advantage of higher rigidity.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Alternative Lösung für einen C-förmigen Werkzeughalter bereitzustellen, der auch in horizontaler Werkzeuglage die Anforderungen an die Zentrizität der Verbindung in Kombination mit verschiedenen Antriebseinheiten prozesssicher erfüllt und somit die obigen Nachteile überwindet. In gleicher Weise ist es eine Aufgabe ein entsprechendes Setzgerät und ein Verfahren zum Einstellen einer Versatzdifferenz des C-förmigen Werkzeughalters bereitzustellen.The object of the present invention is therefore to provide an alternative solution for a C-shaped tool holder which reliably meets the requirements for the centricity of the connection in combination with various drive units even in a horizontal tool position and thus overcomes the above disadvantages. In the same way, it is a task to provide a corresponding setting device and a method for setting an offset difference of the C-shaped tool holder.

3. Summary of the invention

Die obige Aufgabe wird gelöst durch einen C-förmigen Werkzeughalter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, ein Setzgerät mit dem C-förmigen Werkzeughalter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zum Einstellen einer Versatzdifferenz des C-förmigen Werkzeughalters gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 12. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den anhängigen Patentansprüchen.The above object is achieved by a C-shaped tool holder according to independent patent claim 1, a setting device with the C-shaped tool holder according to independent patent claim 10 and a method for adjusting an offset difference of the C-shaped tool holder according to independent patent claim 12. Advantageous embodiments and further developments result from the following description, the drawings and the pending patent claims.

Ein erfindungsgemäßer C-förmiger Werkzeughalter mit einer Rahmenstruktur, die eine Rahmenebene definiert, umfasst einen ersten Schenkel und einen dem ersten Schenkel gegenüberliegend angeordneten zweiten Schenkel, die jeweils ein Verbindungsende und ein Arbeitsende aufweisen, ein Verbindungsstück, über das der erste und der zweite Schenkel an dem jeweiligen Verbindungsende miteinander verbunden sind, wobei das Arbeitsende des ersten Schenkels zur Befestigung eines Stempels mit einer dazugehörigen Antriebseinheit dient, die eine Bewegungsrichtung des Stempels in Richtung des Arbeitsendes des zweiten Schenkels definiert, und das Arbeitsende des zweiten Schenkels dient zur Befestigung eines Matrizendoms, wobei eine Versatzdifferenz aufgrund eines schwerkraftbedingten Versatzes zwischen dem Arbeitsende des ersten und dem Arbeitsende des zweiten Schenkels senkrecht zur Rahmenebene durch mindestens ein Ausgleichselement minimierbar ist, das an einem oder mehreren der folgenden Elemente angeordnet ist: dem ersten Schenkel, dem zweiten Schenkel oder dem Verbindungsstück, und ein Schnittpunkt einer ersten Geraden, die der Bewegungsrichtung des Stempels in Richtung des Arbeitsendes des zweiten Schenkels entspricht, und einer zweiten Geraden, die vom Arbeitsende des zweiten Schenkels in Richtung des Arbeitsendes des ersten Schenkels verläuft, ist durch das mindestens eine Ausgleichselement auf einen Arbeitspunkt einstellbar.A C-shaped tool holder according to the invention with a frame structure that defines a frame plane comprises a first leg and a second leg arranged opposite the first leg, each of which has a connecting end and a working end, a connecting piece via which the first and second legs connect the respective connecting end are connected to one another, the working end of the first leg serving to fasten a punch with an associated drive unit which defines a direction of movement of the punch towards the working end of the second leg, and the working end of the second leg serving to fasten a die dome, wherein an offset difference due to an offset caused by gravity between the working end of the first and the working end of the second leg perpendicular to the frame plane by at least a compensating element can be minimized, which is arranged on one or more of the following elements: the first leg, the second leg or the connecting piece, and an intersection of a first straight line which corresponds to the direction of movement of the punch towards the working end of the second leg, and one second straight line, which runs from the working end of the second leg towards the working end of the first leg, can be adjusted to a working point by the at least one compensating element.

Nachfolgend wird der C-förmige Werkzeughalter bei Verwendung in einem Setzgerät diskutiert. Vorzugsweise hat der C-förmige Werkzeughalter hierzu eine fachwerkartige Rahmenstruktur. Aufgrund der Verwendung in einem Setzgerät sind vorzugsweise am Arbeitsende des ersten Schenkels ein Stempel mit einer dazugehörigen Antriebseinheit und am Arbeitsende des zweiten Schenkels ein Matrizendom befestigt. Eine Anbindung des C-förmigen Werkzeughalters an einen mehrachsigen Roboter erfolgt beispielhaft über einen mittigen Befestigungsbereich für eine Anbindungseinheit. Die Anbindungseinheit ist daher mittig am Verbindungsstück vorgesehen.The C-shaped tool holder when used in a setting tool is discussed below. For this purpose, the C-shaped tool holder preferably has a truss-like frame structure. Due to the use in a setting tool, a punch with an associated drive unit and a die dome are preferably attached to the working end of the first leg and a die dome to the working end of the second leg. The C-shaped tool holder is connected to a multi-axis robot, for example, via a central fastening area for a connection unit. The connection unit is therefore provided in the middle of the connecting piece.

Zunächst wird von einer senkrechten Werkzeuglage ausgegangen. In dieser senkrechten Werkzeuglage verläuft die Rahmenebene parallel zur Schwerkraft. Anders ausgedrückt sind die erste Gerade, die der Bewegungsrichtung des Stempels in Richtung des Arbeitsendes des zweiten Schenkels entspricht, und die zweite Gerade deckungsgleich. Die erste und die zweite Gerade verlaufen daher beispielhaft entlang einer ersten Achse, nämlich der x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems. Die y-Achse erstreckt sich parallel zu dem ersten und dem zweiten Schenkel. Die x- und die y-Achse spannen daher die durch die Rahmenstruktur definierte Rahmenebene auf.First of all, a vertical tool position is assumed. In this vertical tool position, the frame plane runs parallel to gravity. In other words, the first straight line, which corresponds to the direction of movement of the punch towards the working end of the second leg, and the second straight line are congruent. The first and second straight lines therefore run, for example, along a first axis, namely the x-axis of a Cartesian coordinate system. The y-axis extends parallel to the first and second legs. The x and y axes therefore span the frame plane defined by the frame structure.

Wird das entsprechende Setzgerät nun in einer horizontalen Lage angeordnet, dann führt das Gewicht der Antriebseinheit am ersten Schenkel dazu, dass das Arbeitsende des ersten Schenkels schwerkraftbedingt aus der Rahmenebene versetzt wird, d.h. entlang der z-Achse. Maßgeblich hierfür ist der Hebelarm des ersten Schenkels in y-Richtung, d.h. eine Länge des ersten Schenkels bzw. der Abstand zwischen dem Arbeitsende des ersten Schenkels und der Anbindungseinheit entlang der y-Achse. Die gilt analog für das Arbeitsende des zweiten Schenkels mit dem Matrizendom.If the corresponding setting tool is now arranged in a horizontal position, then the weight of the drive unit on the first leg causes the working end of the first leg to be offset from the frame plane due to gravity, ie along the z-axis. The decisive factor for this is the lever arm of the first leg in the y-direction, ie a length of the first leg or the distance between the working end of the first leg and the connection unit along the y-axis. This applies analogously to the working end of the second leg with the matrix dome.

Aufgrund des im Vergleich zur Antriebseinheit geringeren Gewichts des Matrizendoms fällt der schwerkraftbedingte Versatz für das Arbeitsende des zweiten Schenkels geringer aus als der schwerkraftbedinge Versatz des ersten Schenkels. Anders ausgedrückt, und nur diesen Effekt berücksichtigend, verlaufen die erste und die zweite Gerade zwar parallel zueinander, aber nicht mehr deckungsgleich. Somit resultiert zwischen dem Arbeitsende des ersten und dem Arbeitsende des zweiten Schenkels die schwerkraftbedingte Versatzdifferenz, die auszugleichen ist.Due to the lower weight of the die dome compared to the drive unit, the gravity-related offset for the working end of the second leg is less than the gravity-related offset of the first leg. In other words, and only taking this effect into account, the first and second straight lines are parallel to each other, but are no longer congruent. This results in the gravity-related offset difference between the working end of the first and the working end of the second leg, which must be compensated for.

Zusätzlich sind die aufgrund der beispielhaften mittigen Anbindung entlang der x-Achse resultierenden Hebelarme des ersten und des zweiten Schenkels zu berücksichtigen. Denn diese Hebelarme führen dazu, dass neben dem schwerkraftbedingten Versatz ein Winkelversatz entsteht, wodurch die erste Gerade und die zweite Gerade nicht mehr parallel zueinander verlaufen, sondern sich in einem Schnittpunkt schneiden. Dieser Schnittpunkt entspricht jedoch nicht zwangsläufig dem Arbeitspunkt des Setzgeräts, so dass auch hier eine entsprechende Einstellung oder Korrektur erforderlich ist.In addition, the lever arms of the first and second legs resulting from the exemplary central connection along the x-axis must be taken into account. Because these lever arms cause an angular offset to occur in addition to the offset caused by gravity, as a result of which the first straight line and the second straight line no longer run parallel to one another, but intersect at an intersection. However, this intersection point does not necessarily correspond to the operating point of the setting tool, so that an appropriate adjustment or correction is required here too.

Um nun diese Effekte auszugleichen, ist das mindestens eine Ausgleichselement vorgesehen. Im Rahmen des vorliegenden Beispiels wird dieses aufgrund des größeren schwerkraftbedingten Versatzes an dem ersten Schenkel befestigt, was vorzugsweise lösbar erfolgt, beispielsweise mittels Schrauben, Stiften, Klammern oder Klemmen. Denn gerade die lösbare Befestigung eröffnet die Möglichkeit, bei der Verwendung eines anderen Stempels mit Antriebseinheit und/oder eines anderen Matrizendoms den geänderten schwerkraftbedingten Versatz zu berücksichtigen. Weiterhin bevorzugt weist der C-förmige Werkzeughalter zwei Ausgleichselemente auf, vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des gleichen Elements, hier also des ersten Schenkels. Auf diese Weise wird die Verformung des ersten Schenkels so an die Verformung des zweiten Schenkels angepasst, dass sich die erste und die zweite Gerade im Arbeitspunkt treffen bzw. schneiden.In order to compensate for these effects, at least one compensation element is provided. In the context of the present example, this is attached to the first leg due to the greater gravity-related offset, which is preferably done releasably, for example by means of screws, pins, clips or clamps. It is precisely the detachable fastening that opens up the possibility of taking the changed gravity-related offset into account when using a different punch with a drive unit and/or a different die dome. Furthermore, the C-shaped tool holder preferably has two compensating elements, preferably on opposite sides of the same element, here the first leg. In this way, the deformation of the first leg is adapted to the deformation of the second leg so that the first and second straight lines meet or intersect at the working point.

Bei einer beispielhaften Anbindung des Werkzeughalter an den mehrachsigen Roboter im Bereich des ersten Schenkels, d.h. bei einer oberen Anbindung, ist es bevorzugt, dass das mindestens eine Ausgleichselement mindestens an dem Verbindungsstück angeordnet ist. Dies ist in den aufgrund der anderen Anbindung geänderten Hebelarmen entlang der x-Achse sowie der y-Achse des ersten und des zweiten Schenkels sowie der daraus resultierenden veränderten Verformung des ersten und des zweiten Schenkels begründet. Bezüglich der Details wird auf die detaillierte Beschreibung verwiesen.With an exemplary connection of the tool holder to the multi-axis robot in the area of the first leg, ie with an upper connection, it is preferred that the at least one compensating element is arranged at least on the connecting piece. This is due to the changed lever arms along the x-axis and the y-axis of the first and second legs due to the different connection and the resulting changed deformation of the first and second legs. For details, please refer to the detailed description.

Ein allgemeiner Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass eine nachträgliche Einstellung der Exzentrizität eines standardisierten Baukastenwerkzeugs in Form eines C-förmigen Werkzeughalters realisierbar ist. Daher ist das mindestens eine Ausgleichselement vorzugsweise variabel an einem der Elemente erster Schenkel, zweiter Schenkel oder Verbindungsstück befestigbar. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise auch ein Ausgleich des Spiels des Niederhalters in dem beispielhaften Setzgerät realisiert werden.A general advantage of this approach is that the eccentricity of a standardized modular tool in the form of a C-shaped tool holder can be subsequently adjusted. Therefore, the at least one compensating element can preferably be variably attached to one of the elements of the first leg, second leg or connecting piece. Advantageously, compensation for the play of the hold-down device in the exemplary setting device can also be achieved in this way.

Durch die so realisierte Einstellbarkeit kann zudem die Zentrizität für eine Vielzahl an Kombination von Matrizendom und C-förmigem Werkzeughalter individuell eingestellt werden. Somit ist weiterhin die Verwendung eines Baukastensystems möglich, wobei im Vergleich zum Stand der Technik zusätzliche Kombinationen von Stempel mit Antriebseinheit und Matrizendom realisierbar sind.Thanks to the adjustability achieved in this way, the centricity can also be individually adjusted for a variety of combinations of die dome and C-shaped tool holder. The use of a modular system is therefore still possible, with additional combinations of punch with drive unit and die dome being possible compared to the prior art.

Weiterhin müssen die C-förmigen Werkzeughalter weniger steif sein und das Eigengewicht der C-förmigen Werkzeughalter kann reduziert werden. Dies bedeutet auch, dass die Breite der C-förmigen Werkzeughalter reduziert werden kann, wodurch auch die Störkontur reduziert wird. Dies wirkt sich weiterhin positiv auf die Fertigungskosten aus, da diese bei reduzierter Breite des C-förmigen Werkzeughalters ebenfalls reduziert sind.Furthermore, the C-shaped tool holders must be less rigid and the weight of the C-shaped tool holders can be reduced. This also means that the width of the C-shaped tool holders can be reduced, which also reduces the interference contour. This also has a positive effect on the manufacturing costs, as these are also reduced when the width of the C-shaped tool holder is reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des C-förmigen Werkzeughalters weist das mindestens eine Ausgleichselement im Querschnitt ein erstes axiales Flächenträgheitsmoment und ein zweites axiales Flächenträgheitsmoment auf, das größer ist als das erste axiale Flächenträgheitsmoment, und das mindestens eine Ausgleichselement ist so angeordnet, dass das zweite axiale Flächenträgheitsmoment senkrecht zur Rahmenebene wirkt. Mit dem axialen Flächenträgheitsmoment wird die Querschnitts-Abhängigkeit der Verbiegung des mindestens einen Ausgleichselements unter Belastung berücksichtigt. Dabei ist die Verbiegung des mindestens einen Ausgleichselements umso kleiner, je größer das axiale Flächenträgheitsmoment ist. Aus diesem Grund wird das mindestens eine Ausgleichselement derart an einem der Elemente erster Schenkel, zweiter Schenkel oder Verbindungsstück angeordnet, dass die Schwerkraft die kleinere Verbiegung bewirkt. Somit wirkt das größere axiale Flächenträgheitsmoment senkrecht zur Rahmenebene. Zur besseren Nachvollziehbarkeit wird dieses Vorgehen anhand eines im Querschnitt rechteckigen Ausgleichselements erläutert. Dieses weist im Querschnitt eine Höhe h auf, die größer ist als seine Breite b.According to a preferred embodiment of the C-shaped tool holder, the at least one compensating element has, in cross section, a first axial surface moment of inertia and a second axial surface moment of inertia, which is greater than the first axial surface moment of inertia, and the at least one compensating element is arranged so that the second axial surface moment of inertia acts perpendicular to the frame plane. The axial area moment of inertia takes into account the cross-sectional dependence of the bending of the at least one compensating element under load. The bending of the at least one compensating element is smaller, the larger the axial moment of inertia is. For this reason, the at least one compensating element is arranged on one of the elements of the first leg, second leg or connecting piece in such a way that gravity causes the smaller bending. The larger axial moment of inertia therefore acts perpendicular to the frame plane. For better comprehensibility, this procedure is explained using a compensating element with a rectangular cross section. In cross section, this has a height h that is greater than its width b.

In einem ersten Fall wird dieses rechteckige Ausgleichselement beispielhaft am ersten Schenkel so angeordnet, dass sich die Höhe h parallel zur x-Achse des Eingangs definierten kartesischen Koordinatensystems und somit der Rahmenebene erstreckt. Dementsprechend erstreckt sich die Breite b parallel zur z-Achse, also aus der Rahmenebene heraus. Das axiale Flächenträgheitsmoment des Ausgleichselement bei einer Verbiegung um eine Achse parallel zur x-Achse, d.h. bei einer schwerkraftinduzierten Verbiegung, berechnet sich daher zu $\frac{h \cdot b^{3}}{12}$

.In a first case, this rectangular compensation element is arranged, for example, on the first leg in such a way that the height h extends parallel to the x-axis of the Cartesian coordinate system defined at the input and thus to the frame plane. Accordingly, the width b extends parallel to the z-axis, i.e. out of the frame plane. The axial area moment of inertia of the compensating element when bent about an axis parallel to the x-axis, ie with a gravity-induced bend, is therefore calculated as:

\frac{H \cdot b^{3}}{12}

.

Im zweiten Fall wird das Ausgleichselement beispielhaft am ersten Schenkel so angeordnet, dass sich die Breite b parallel zur x-Achse erstreckt, wodurch sich die Höhe h nun parallel zur z-Achse aus der Rahmenebene heraus erstreckt. Nun berechnet sich das axiale Flächenträgheitsmoment bei einer Verbiegung um eine Achse parallel zur x-Achse, d.h. bei einer schwerkraftinduzierten Verbiegung, zu $\frac{b \cdot h^{3}}{12}$

.In the second case, the compensation element is arranged, for example, on the first leg in such a way that the width b extends parallel to the x-axis, whereby the height h now extends out of the frame plane parallel to the z-axis. Now the axial moment of inertia is calculated for a bending about an axis parallel to the x-axis, ie for a gravity-induced bending

\frac{b \cdot H^{3}}{12}

.

Da die Höhe h größer ist als die Breite b, wirkt nur in diesem zweiten Fall das größere axiale Flächenträgheitsmoment senkrecht zur Rahmenebene. Im ersten Fall wirkt das größere Flächenträgheitsmoment in der Rahmenebene, nämlich bei einer Verbiegung um eine Achse parallel zur z-Achse.Since the height h is greater than the width b, only in this second case does the larger axial moment of inertia act perpendicular to the frame plane. In the first case, the larger area moment of inertia acts in the frame plane, namely when bending about an axis parallel to the z-axis.

Aufgrund dieser bevorzugten Ausrichtung des Ausgleichselements versteift im Ergebnis das mindestens eine Ausgleichselement somit beispielsweise den ersten Schenkel derart, dass die Versatzdifferenz zwischen erstem und zweitem Schenkel minimiert ist und der Schnittpunkt zwischen der ersten und der zweiten Geraden dem Arbeitspunkt des beispielhaften Setzgeräts entspricht.Due to this preferred orientation of the compensating element, the result is that the at least one compensating element stiffens, for example, the first leg in such a way that the offset difference between the first and second leg is minimized and the intersection point between the first and second straight lines corresponds to the operating point of the exemplary setting tool.

Weiterhin bevorzugt hat das Ausgleichselement eine Profilform, die im Querschnitt eine der folgenden Formen aufweist: Rechteck, Halbkreis, Kreisschicht, Dreieck, T-Form, Doppel-T-Form, L-Form, U-Form, Trapez oder eine Kombination davon. Gerade diese Formen weisen in einer Richtung ein besonders hohes axiales Flächenträgheitsmoment auf. Daher lässt sich mit diesen Formen die Erfindung besonders vorteilhaft realisieren.Furthermore, the compensating element preferably has a profile shape which has one of the following shapes in cross section: rectangle, semicircle, circular layer, triangle, T-shape, double T-shape, L-shape, U-shape, trapezoid or a combination thereof. These shapes in particular have a particularly high axial moment of inertia in one direction. The invention can therefore be implemented particularly advantageously with these forms.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des C-förmigen Werkzeughalters weist das mindestens eine Ausgleichselement mindestens zwei Befestigungspunkte auf, vorzugsweise mindestens vier, sechs, acht oder zehn Befestigungspunkte und besonders bevorzugt eine Vielzahl an Befestigungspunkten. Gerade bei der Verwendung einer Vielzahl von Befestigungspunkten, beginnend bei vier Befestigungspunkten, befinden sich vorzugsweise jeweils zwei Befestigungspunkte unmittelbar nebeneinander, beispielsweise jeweils an einem Ende des mindestens einen Ausgleichselement. Aufgrund der Verwendung von jeweils zwei Befestigungspunkte unmittelbar nebeneinander kann weiterhin einem betriebskraft-induzierten Aufbiegen des C-förmigen Werkzeughalters entgegengewirkt werden.In a further advantageous embodiment of the C-shaped tool holder, the at least one compensating element has at least two attachment points, preferably at least four, six, eight or ten attachment points and particularly preferably one Variety of attachment points. Especially when using a large number of fastening points, starting with four fastening points, two fastening points are preferably located directly next to one another, for example at one end of the at least one compensating element. Due to the use of two fastening points directly next to each other, operating force-induced bending of the C-shaped tool holder can also be counteracted.

Es ist zudem bevorzugt, dass das Ausgleichselement die Form eines Hohl- oder Schalenprofils aufweist und weiterhin zwei Nutensteine zwischen dem Ausgleichselement und dem ersten Schenkel, dem zweiten Schenkel oder dem Verbindungsstück vorhanden sind. Einerseits verhindern die Nutensteine, dass das mindestens eine Ausgleichselement deformiert wird und somit seine positiven Eigenschaften verliert. Andererseits kann über die Dimensionierung der Nutenstein das Flächenträgheitsmoment weiterhin beeinflusst werden. Hierzu wird auf den Satz von Steiner verwiesen. Zudem wird dies unter Bezugnahme auf die detaillierte Beschreibung und die Figuren später verdeutlicht.It is also preferred that the compensating element has the shape of a hollow or shell profile and that there are also two sliding blocks between the compensating element and the first leg, the second leg or the connecting piece. On the one hand, the sliding blocks prevent the at least one compensating element from being deformed and thus losing its positive properties. On the other hand, the area moment of inertia can still be influenced by the dimensioning of the sliding block. For this purpose, reference is made to Steiner's theorem. In addition, this will be clarified later with reference to the detailed description and the figures.

Ein erfindungsgemäßes Setzgerät umfasst einen erfindungsgemäßen C-förmigen Werkzeughalter, wobei am Arbeitsende des ersten Schenkels ein Stempel mit einer dazugehörigen Antriebseinheit und am Arbeitsende des zweiten Schenkels ein Matrizendom befestigt ist. Ein entsprechendes Setzgerät wurde bereits detailliert im Rahmen der Diskussion des erfindungsgemäßen C-förmigen Werkzeughalters diskutiert. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird daher auf die entsprechenden Ausführungen hinsichtlich der technischen Effekte und der Vorteile verwiesen.A setting tool according to the invention comprises a C-shaped tool holder according to the invention, a punch with an associated drive unit being attached to the working end of the first leg and a die dome being attached to the working end of the second leg. A corresponding setting device has already been discussed in detail as part of the discussion of the C-shaped tool holder according to the invention. In order to avoid unnecessary repetitions, reference is made to the relevant statements regarding the technical effects and advantages.

Vorteilhafterweise ist das Setzgerät über den C-förmigen Werkzeughalter an einem mehrachsigen Roboter befestigt. Auf diese Weise ist das Setzgerät in unterschiedlichen Orientierungen beispielsweise in einer automatisierten Fertigungsstraße verwendbar.The setting tool is advantageously attached to a multi-axis robot via the C-shaped tool holder. In this way, the setting tool can be used in different orientations, for example in an automated production line.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einstellen einer Versatzdifferenz zwischen einem ersten und einem zweiten Schenkel eines erfindungsgemäßen C-förmigen Werkzeughalters, umfasst die Schritte: Anordnen des C-förmigen Werkzeughalters so, dass eine Rahmenebene senkrecht zur Schwerkraft ausgerichtet ist, danach Ermitteln eines ersten Versatzes des ersten Schenkels bezogen auf die Rahmenebene und Ermitteln eines zweiten Versatzes des zweiten Schenkels bezogen auf die Rahmenebene, anschließend Befestigen mindestens eines Ausgleichselements an einem oder mehreren von dem ersten Schenkel, dem zweiten Schenkel oder dem Verbindungsstück, und Minimieren einer Versatzdifferenz zwischen dem Arbeitsende des ersten und dem Arbeitsende des zweiten Schenkels. Auch bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen C-förmigen Werkzeughalter verwiesen, insbesondere bezüglich der sich ergebenden technischen Effekte und Vorteile.A method according to the invention for setting an offset difference between a first and a second leg of a C-shaped tool holder according to the invention comprises the steps: arranging the C-shaped tool holder so that a frame plane is aligned perpendicular to gravity, then determining a first offset of the first leg based on the frame level and determining a second offset of the second leg based on the frame level, then attaching at least one compensation element on one or more of the first leg, the second leg or the connector, and minimizing an offset difference between the working end of the first and the working end of the second leg. With regard to the method according to the invention, reference is also made to the above statements regarding the C-shaped tool holder according to the invention, in particular with regard to the resulting technical effects and advantages.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren den weiteren Schritt: Einstellen eines Schnittpunktes einer ersten Geraden, die einer Bewegungsrichtung des Stempels in Richtung des Arbeitsendes des zweiten Schenkels entspricht, und einer zweiten Geraden, die vom Arbeitsende des zweiten Schenkels in Richtung des Arbeitsendes des ersten Schenkels verläuft, durch das mindestens eine Ausgleichselement auf einen Arbeitspunkt. Mit diesem Schritt wird nicht nur die schwerkraftbedingte Versatzdifferenz berücksichtigt, sondern auch der vorhandene Winkelversatz.In an advantageous embodiment, the method comprises the further step: setting an intersection point of a first straight line, which corresponds to a direction of movement of the stamp towards the working end of the second leg, and a second straight line, which extends from the working end of the second leg towards the working end of the first leg runs through the at least one compensation element to a working point. With this step, not only the offset difference caused by gravity is taken into account, but also the existing angular offset.

Es ist ebenso bevorzugt, dass das mindestens eine Ausgleichselement im Querschnitt ein erstes axiales Flächenträgheitsmoment und ein zweites axiales Flächenträgheitsmoment aufweist, das größer ist als das erste axiale Flächenträgheitsmoment, und der Schritt des Befestigens so erfolgt, dass das Ausgleichselement so angeordnet ist, dass das zweite axiale Flächenträgheitsmoment senkrecht zur Rahmenebene wirkt. Dieses Vorgehen bewirkt eine Versteifung des entsprechenden Elements, an dem das mindestens eine Ausgleichselement angeordnet wird, und realisiert auf diese Weise den Ausgleich der Versatzdifferenz und stellt den Schnittpunkt der ersten und der zweiten Geraden auf den Arbeitspunkt ein. Ergänzend wird in dieser Hinsicht auf die entsprechende obige Diskussion der bevorzugten Ausführungsform des C-förmigen Werkzeughalters und das dazugehörige Beispiel des im Querschnitt rechteckigen Ausgleichselements verwiesen.It is also preferred that the at least one compensating element has in cross section a first axial surface moment of inertia and a second axial surface moment of inertia which is greater than the first axial surface moment of inertia, and the step of fastening is carried out such that the compensating element is arranged so that the second Axial moment of inertia acts perpendicular to the frame plane. This procedure causes a stiffening of the corresponding element on which the at least one compensating element is arranged, and in this way realizes the compensation of the offset difference and sets the intersection of the first and second straight lines to the working point. In this regard, reference is also made to the corresponding above discussion of the preferred embodiment of the C-shaped tool holder and the associated example of the compensating element with a rectangular cross section.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das mindestens eine Ausgleichselement über mindestens zwei Befestigungspunkte an einem oder mehreren der folgenden Elemente befestigt ist: dem ersten Schenkel, dem zweiten Schenkel oder dem Verbindungsstück. Bei der Verwendung einer Vielzahl von Befestigungspunkten, beginnend bei vier Befestigungspunkten, kann ergänzend ein betriebskraft-induziertes Aufbiegen des C-förmigen Werkzeughalters berücksichtigt und vorzugsweise minimiert werden.Furthermore, it is advantageous that the at least one compensating element is attached to one or more of the following elements via at least two attachment points: the first leg, the second leg or the connecting piece. When using a large number of attachment points, starting with four attachment points, operating force-induced bending of the C-shaped tool holder can also be taken into account and preferably minimized.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist das mindestens eine Ausgleichselement an dem ersten Schenkel, dem zweiten Schenkel oder dem Verbindungsstück lösbar befestigt, vorzugsweise mittels Schrauben, Stiften, Klammern oder Klemmen. Gerade die lösbare Befestigung erlaubt die Anpassung des C-förmigen Werkzeughalters an verschiedene Stempel mit Antriebseinheit und Matrizendome, da hierdurch eine Anpassung an das jeweilige Gewicht möglich ist. Somit ist weiterhin das Baukastenprinzip anwendbar.In a further preferred embodiment of the method, the at least one compensating element is releasably attached to the first leg, the second leg or the connecting piece, preferably by means of screws, pins, clips or clamps. The detachable fastening in particular allows the C-shaped tool holder to be adapted to various punches with drive units and die domes, as this makes it possible to adapt to the respective weight. The modular principle can therefore still be applied.

Schließlich weist das mindestens eine Ausgleichselement vorteilhafterweise die Form eines Hohl- oder Schalenprofils auf und mindestens zwei Nutensteine sind zwischen dem Ausgleichselement und dem ersten Schenkel, dem zweiten Schenkel oder dem Verbindungsstück vorhanden. Wie oben aufgezeigt verhindern die Nutensteine einerseits, dass das mindestens eine Ausgleichselement bei der Befestigung deformiert wird und somit seine positiven Eigenschaften verliert. Andererseits kann über die Dimensionierung der Nutensteine das Flächenträgheitsmoment weiter beeinflusst werden.Finally, the at least one compensating element advantageously has the shape of a hollow or shell profile and at least two sliding blocks are present between the compensating element and the first leg, the second leg or the connecting piece. As shown above, the sliding blocks prevent the at least one compensating element from being deformed during fastening and thus losing its positive properties. On the other hand, the area moment of inertia can be further influenced by the dimensioning of the slot nuts.

4. Brief summary of the drawings

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnen dabei gleiche Bauteile und/oder Elemente. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Ansicht von verschiedenen Anbindungsmöglichkeiten eines C-förmigen Werkzeughalters an einen mehrachsigen Roboter,
Figur 2: eine schematische Ansicht einer Sonderlösung zur Anbindung eines C-förmigen Werkzeughalters an einen mehrachsigen Roboter,
Figur 3: ein Schaubild zur Verdeutlichung der schwerkraftbedingten Verformung eines C-förmigen Werkzeughalters,
Figur 4: eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des schwerkraftbedingten Versatzes bei horizontaler Lage des C-förmigen Werkzeughalters,
Figur 5: eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Winkelversatzes bei horizontaler Lage des C-förmigen Werkzeughalters,
Figur 6: eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen C-förmigen Werkzeughalters bei Verwendung der mittigen Anbindung sowie mit einem am ersten Schenkel angeordneten Ausgleichselement,
Figur 7: eine Ansicht des oberen Bereichs des C-förmigen Werkzeughalter gemäß Figur 4 mit alternativen Befestigungspunkten des mindestens einen Ausgleichselements,
Figur 8: eine perspektivische Ansicht des mindestens einen Ausgleichselements,
Figur 9: bevorzugte Profilformen für das mindestens eine Ausgleichselement im Querschnitt,
Figur 10: den C-förmigen Werkzeughalter gemäß Figur 6 in einer Explosionsansicht,
Figur 11: Eine Ansicht des oberen Bereichs des C-förmigen Werkzeughalter gemäß Figur 6 mit weiteren alternativen Befestigungspunkten des mindestens einen Ausgleichselements,
Figur 12: eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Figur 11,
Figur 13: eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des C-förmigen Werkzeughalters bei Verwendung der oberen Anbindung sowie mit einem am Verbindungsstück und am ersten Schenkel angeordneten Ausgleichselement und
Figur 14: ein schematisches Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen der Versatzdifferenz.

The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The same reference numbers in the drawings designate the same components and/or elements. Show it:

Figure 1: a schematic view of various connection options for a C-shaped tool holder to a multi-axis robot,
Figure 2: a schematic view of a special solution for connecting a C-shaped tool holder to a multi-axis robot,
Figure 3: a diagram to illustrate the gravity-related deformation of a C-shaped tool holder,
Figure 4: a schematic representation to illustrate the offset caused by gravity when the C-shaped tool holder is in a horizontal position,
Figure 5: a schematic representation to illustrate the angular offset when the C-shaped tool holder is in a horizontal position,
Figure 6: a schematic view of a first embodiment of a C-shaped tool holder according to the invention when using the central connection and with a compensating element arranged on the first leg,
Figure 7: a view of the upper area of the C-shaped tool holder according to Figure 4 with alternative attachment points of the at least one compensation element,
Figure 8: a perspective view of the at least one compensation element,
Figure 9: preferred profile shapes for the at least one compensating element in cross section,
Figure 10: the C-shaped tool holder according to Figure 6 in an exploded view,
Figure 11: A view of the upper portion of the C-shaped tool holder according to Figure 6 with further alternative fastening points of the at least one compensating element,
Figure 12: a sectional view along line AA Figure 11 ,
Figure 13: a schematic view of a second embodiment of the C-shaped tool holder when using the upper connection and with a compensating element arranged on the connecting piece and on the first leg and
Figure 14: a schematic flowchart of an embodiment of a method according to the invention for setting the offset difference.

5. Detailed description of the preferred embodiments

Nachfolgend und bezugnehmend auf Figur 1 ist zunächst ein Ausschnitt eines C-förmigen Werkzeughalters 1 gezeigt, um die möglichen Anbindungspositionen an einem mehrachsigen Roboter zu verdeutlichen. Der C-förmige Werkzeughalter 1 weist eine fachwerkartige Rahmenstruktur 10 auf. Zudem umfasst der C-förmige Werkzeughalter 1 einen ersten Schenkel 20 und einen dem ersten Schenkel 20 gegenüberliegend angeordneten zweiten Schenkel 30. Der erste Schenkel 20 weist ein Arbeitsende 22 und ein Verbindungsende auf. In gleicher Weise umfasst der zweite Schenkel 30 ein Arbeitsende 32 und ein Verbindungsende. An den Verbindungsenden sind der erste 20 und der zweite Schenkel 30 über ein Verbindungsstück 40 miteinander verbunden. In den in Figur 1 gezeigten Darstellungen umfasst der Ausschnitt das Verbindungsstück 40 sowie den Bereich des ersten Schenkels 20 mit dem Verbindungsende.Below and referring to Figure 1 First, a section of a C-shaped tool holder 1 is shown in order to illustrate the possible connection positions on a multi-axis robot. The C-shaped tool holder 1 has a truss-like frame structure 10. In addition, the C-shaped tool holder 1 includes a first leg 20 and a second leg 30 arranged opposite the first leg 20. The first leg 20 has a working end 22 and a connecting end. In the same way, the second leg 30 includes a working end 32 and a connecting end. At the connecting ends, the first 20 and the second leg 30 are connected to one another via a connecting piece 40. In the in Figure 1 In the illustrations shown, the section includes the connecting piece 40 and the area of the first leg 20 with the connecting end.

Zum besseren Verständnis der weiteren Erläuterungen wird von einer senkrechten Werkzeuglage ausgegangen, wie sie in Figur 1 angedeutet ist. In dieser senkrechten Werkzeuglage verläuft die Rahmenebene R parallel zur Schwerkraft. Anders ausgedrückt sind eine erste Gerade G₁, die einer Bewegungsrichtung eines Stempels in Richtung des Arbeitsendes des zweiten Schenkels 30 entspricht, und die zweite Gerade G₂ deckungsgleich. Die erste G₁ und die zweite Gerade G₂ verlaufen daher beispielhaft entlang einer ersten Achse, nämlich der x-Achse eines kartesischen Koordinatensystems. Die y-Achse erstreckt sich parallel zu dem ersten 20 und dem zweiten Schenkel 30. Die x- und die y-Achse spannen daher die durch die Rahmenstruktur 10 definierte Rahmenebene R auf (vgl. auch Figuren 4 und 5).For a better understanding of the further explanations, a vertical tool position is assumed, as shown in Figure 1 is indicated. In this vertical tool position, the frame plane R runs parallel to gravity. In other words, a first straight line G ₁ , which corresponds to a direction of movement of a stamp in the direction of the working end of the second leg 30, and the second straight line G ₂ are congruent. The first G ₁ and the second straight line G ₂ therefore run, for example, along a first axis, namely the x-axis of a Cartesian coordinate system. The y-axis extends parallel to the first 20 and the second leg 30. The x and y axes therefore span the frame plane R defined by the frame structure 10 (see also Figures 4 and 5 ).

Wie in Figur 1 erkennbar umfasst der C-förmige Werkzeughalter 1 einen mittigen Befestigungsbereich 12 im Bereich des Verbindungsstücks sowie einen oberen Befestigungsbereich 14 im Bereich des ersten Schenkels 20. Der obere Befestigungsbereich 14 im Bereich des ersten Schenkels 20 ist vorzugsweise so ausgerichtet, dass er mit der x-Achse, und daher auch mit der y-Achse, einen Winkel von 45° einschließt. An einem der Befestigungsbereiche 12, 14 wird bei Verwendung eine Anbindungseinheit 3 zur Verbindung mit dem mehrachsigen Roboter montiert.As in Figure 1 As can be seen, the C-shaped tool holder 1 includes a central fastening area 12 in the area of the connecting piece and an upper fastening area 14 in the area of the first leg 20. The upper fastening area 14 in the area of the first leg 20 is preferably aligned so that it is aligned with the x-axis , and therefore also with the y-axis, forms an angle of 45°. When in use, a connection unit 3 is mounted on one of the fastening areas 12, 14 for connection to the multi-axis robot.

Von links nach rechts zeigt Figur 1 eine mittig montierte Anbindungseinheit 3, deren Anbindungsfläche zum mehrachsigen Roboter parallel zur x- sowie parallel zur z-Achse des kartesischen Koordinatensystems verläuft. In den weiteren drei Illustration ist die Anbindungseinheit 3 am oberen Befestigungsbereich 14 montiert, wobei jeweils die Anbindungsfläche anders ausgerichtet ist. So kann die Anbindungsfläche, wie in der linken Illustration von Figur 1, zunächst parallel zur x- und zur z-Achse verlaufen. Alternativ kann die Anbindungsfläche parallel zur y- und zur z-Achse verlaufen. Dies ist in der dritten Illustration von links nach rechts in Figur 1 gezeigt. Anders ausgedrückt, und bezogen auf diese beiden Ausrichtungen der Anbindungsfläche, ist zwischen dem oberen Befestigungsbereich 14 und der Anbindungsfläche ein Winkel von 45° vorhanden. Schließlich, und bezugnehmend auf die letzte Darstellung, kann die Anbindungsfläche wie der obere Befestigungsbereich 14 sowohl mit der x- wie auch der y-Achse einen 45°-Winkel einschließen und sich parallel zur z-Achse erstrecken.Pointing from left to right Figure 1 a centrally mounted connection unit 3, whose connection surface to the multi-axis robot runs parallel to the x and parallel to the z axis of the Cartesian coordinate system. In the other three illustrations, the connection unit 3 is mounted on the upper fastening area 14, with the connection surface being different in each case is aligned. So the connection surface can be, as in the illustration on the left Figure 1 , initially run parallel to the x and z axes. Alternatively, the connection surface can run parallel to the y and z axes. This is in the third illustration from left to right Figure 1 shown. In other words, and based on these two orientations of the connection surface, there is an angle of 45° between the upper fastening area 14 and the connection surface. Finally, and with reference to the last illustration, the connection surface, like the upper fastening area 14, can form a 45° angle with both the x and y axes and extend parallel to the z axis.

Figur 2 zeigt eine Sonderlösung einer Anbindungseinheit 3. Hierbei erfolgt die Anbindung nicht nur am außenliegenden Teil des C-förmigen Werkzeughalters 1, sondern erstreckt sich im Bereich des Verbindungsstücks 40 über die Breite des C-förmigen Werkzeughalters 1. Figure 2 shows a special solution of a connection unit 3. Here, the connection is not only made to the outer part of the C-shaped tool holder 1, but extends in the area of the connecting piece 40 over the width of the C-shaped tool holder 1.

Nun bezugnehmend auf die Figuren 3-5 wird zunächst das Verhalten eines C-förmigen Werkzeughalters 1 bei Verwendung in einer horizontalen Ausrichtung erläutert, um das zugrunde liegende Problem aufzuzeigen.Now referring to the Figures 3-5 The behavior of a C-shaped tool holder 1 when used in a horizontal orientation will first be explained in order to demonstrate the underlying problem.

So zeigt Figur 3 in der oberen Ansicht schematisch den C-förmigen Werkzeughalter 1 mit dem Stempel mit Antriebseinheit 24 an dem ersten Schenkel 20 und dem Matrizendom 34 an dem zweiten Schenkel 30. Die Anbindung an den mehrachsigen Roboter erfolgt in diesem Beispiel mittig am C-förmigen Werkzeughalter 1.So shows Figure 3 in the upper view schematically the C-shaped tool holder 1 with the punch with drive unit 24 on the first leg 20 and the die dome 34 on the second leg 30. In this example, the connection to the multi-axis robot takes place in the middle of the C-shaped tool holder 1.

Aufgrund des Gewichts insbesondere des Stempels 24 mit Antriebseinheit sowie des Matrizendoms 34 biegen sich diese bezogen auf Figur 3 nach unten, was durch die entsprechenden Pfeile verdeutlich wird. Ebenso wurden zur Verdeutlichung die resultierenden ersten G₁ und zweiten G₂ Gerade für den verformten Zustand eingezeichnet. Wie erkennbar, entspricht die erste Gerade G₁ der Bewegungsrichtung des Stempels 24 in Richtung des Matrizendoms 34. Die zweite Gerade G₂ verläuft vom Arbeitsende des zweiten Schenkels 30 in Richtung des Arbeitsendes 22 des ersten Schenkels 20. Vereinfachend wurde in Figur 3 davon ausgegangen, dass die zweite Gerade G2 weiterhin parallel zur x-Achse des Bezugssystems, d.h. des Eingangs eingeführten kartesischen Koordinatensystems verläuft.Due to the weight, in particular of the stamp 24 with drive unit and the die dome 34, these bend in relation to Figure 3 downwards, which is illustrated by the corresponding arrows. The resulting first G ₁ and second G ₂ straight lines for the deformed state were also drawn for clarity. As can be seen, the first straight line G ₁ corresponds to the direction of movement of the punch 24 in the direction of the die dome 34. The second straight line G ₂ runs from the working end of the second leg 30 towards the working end 22 of the first leg 20 Figure 3 It is assumed that the second straight line G2 continues to run parallel to the x-axis of the reference system, ie the Cartesian coordinate system introduced at the beginning.

Oberhalb und unterhalb des Matrizendoms 34 ist im Rahmen der eingezeichneten Linien der Bereich der zulässigen Exzentrizität dargestellt. Der Schnittpunkt der ersten Geraden mit diesem zulässigen Bereich ergibt eine Übersicht über die theoretisch möglichen Kombinationen aus C-förmigem Werkzeughalter 1 und Größe des Matrizendoms 34 bei gleichbleibendem Stempel 24 mit Antriebseinheit.Above and below the matrix dome 34, the area of permissible eccentricity is shown within the lines drawn. The intersection of the first line with this one permissible range provides an overview of the theoretically possible combinations of C-shaped tool holder 1 and size of the die dome 34 with the same stamp 24 with drive unit.

Die dieser Verformung/durch Biegung zugrunde liegenden Aspekte werden nun unter Bezugnahme auf die schematischen Figuren 4 und 5 diskutiert.The aspects underlying this deformation/bending will now be discussed with reference to the schematic Figures 4 and 5 discussed.

Beide Figuren zeigen schematisch den C-förmigen Werkzeughalter 1, bei dem die Anbindungseinheit 3 mittig am Verbindungsstück 40 angebracht ist. Zur Orientierung ist das kartesische Koordinatensystem mit x, y und z-Achse eingezeichnet, das im Rahmen der Anmeldung als Bezugssystem verwendet wird.Both figures show schematically the C-shaped tool holder 1, in which the connection unit 3 is attached centrally to the connecting piece 40. For orientation, the Cartesian coordinate system with x, y and z axes is shown, which is used as a reference system in the registration.

Die durch die Rahmenstruktur 10 definierte Rahmenebene R liegt somit in der x, y-Ebene, wie eingangs aufgezeigt. Aufgrund der horizontalen Anordnung des C-förmigen Werkzeughalters 1 verläuft die Rahmenebene R somit parallel zum Boden.The frame plane R defined by the frame structure 10 thus lies in the x, y plane, as shown at the beginning. Due to the horizontal arrangement of the C-shaped tool holder 1, the frame plane R thus runs parallel to the floor.

Am Arbeitsende 22 des ersten Schenkels 20 ist der Stempel 24 mit Antriebseinheit vorgesehen. Dieser ist als erste Masse m₁ gekennzeichnet. Am Arbeitsende 32 des zweiten Schenkels 30 ist der Matrizendom 34 vorgesehen. Dieser ist als zweite Masse m₂ gekennzeichnet. Die erste Masse m₁ ist größer als die Masse m₂, sodass auch die resultierende erste Kraft F₁ am Arbeitsende 22 des ersten Schenkels 20 größer ist als die resultierende zweite Kraft F₂ am Arbeitsende 32 des zweiten Schenkels 30. Dies wird sowohl durch die Pfeile an den Kräften F₁, F₂ wie auch durch die Dimensionierung der die Massen symbolisierenden Kästchen illustriert.At the working end 22 of the first leg 20, the stamp 24 with a drive unit is provided. This is marked as the first mass m ₁ . The matrix dome 34 is provided at the working end 32 of the second leg 30. This is marked as the second mass m ₂ . The first mass m ₁ is larger than the mass m ₂ , so that the resulting first force F ₁ at the working end 22 of the first leg 20 is also larger than the resulting second force F ₂ at the working end 32 of the second leg 30. This is due to both Arrows on the forces F ₁ , F ₂ as well as the dimensions of the boxes symbolizing the masses are illustrated.

Für das Verhalten jedes Schenkels 20, 30 am Arbeitsende 22, 32 ist der Abstand zur Anbindungseinheit 3 relevant, da diesen den Befestigungspunkt darstellt. Schematisch wird jeder Schenkel 20, 30 daher in einen ersten Hebelarm parallel zur x-Achse und einen zweiten Hebelarm parallel zur y-Achse. Der erste Schenkel 20 weist somit den Hebelarm a_x in x-Richtung bzw. parallel zur x-Achse und den Hebelarm a_y in y-Richtung bzw. parallel zur y-Achse auf. In gleicher Weise umfasst der zweite Schenkel 30 den Hebelarm b_x in x-Richtung bzw. parallel zur x-Achse und den Hebelarm b_y in y-Richtung bzw. parallel zur y-Achse.The distance to the connection unit 3 is relevant for the behavior of each leg 20, 30 at the working end 22, 32, since this represents the attachment point. Schematically, each leg 20, 30 is therefore divided into a first lever arm parallel to the x-axis and a second lever arm parallel to the y-axis. The first leg 20 thus has the lever arm a _x in the x-direction or parallel to the x-axis and the lever arm a _y in the y-direction or parallel to the y-axis. In the same way, the second leg 30 includes the lever arm b _x in the x direction or parallel to the x axis and the lever arm b _y in the y direction or parallel to the y axis.

Figur 4 dient zur Verdeutlichung eines ersten Problems bei der horizontalen Anordnung des C-förmigen Werkzeughalters 1, nämlich eines möglichen Unterschieds Versatz der Arbeitsenden 22, 32 senkrecht zur Rahmenebene R, d.h. parallel zur z-Achse. Für diesen Versatz ist der Hebelarm in y-Richtung, d. h. a_y und b_y, maßgeblich. Da die Hebelarme a_y und b_y im gezeigten Beispiel gleich sind, bewirken die unterschiedlichen Massen m₁ und m₂ und somit die unterschiedlich großen angreifenden ersten F₁ und zweiten Kräfte F₂ eine Versatzdifferenz Δ_z in z-Richtung bzw. parallel zur z-Achse zwischen dem ersten Schenkel 20 und dem zweiten Schenkel 30. Somit sind die erste Gerade G₁ und die zweite Gerade G₂ nicht mehr konzentrisch oder zentrisch miteinander ausgerichtet. Vielmehr liegt eine Exzentrizität vor. Figure 4 serves to illustrate a first problem with the horizontal arrangement of the C-shaped tool holder 1, namely a possible difference in the offset of the working ends 22, 32 perpendicular to the frame plane R, ie parallel to the z-axis. The lever arm in the y direction, ie a _y and b _y , is decisive for this offset. Since the lever arms a _y and b _y are the same in the example shown, the different masses m ₁ and m ₂ and thus the differently sized acting first F ₁ and second forces F ₂ cause an offset difference Δ _z in the z direction or parallel to the z -Axis between the first leg 20 and the second leg 30. Thus, the first straight line G ₁ and the second straight line G ₂ are no longer aligned concentrically or centrally with one another. Rather, there is an eccentricity.

Eine entsprechende Durchbiegung w lässt sich im Allgemeinen mit der Formel (1): $w = \frac{F l^{3}}{3 E I}$

berechnen, wobei F die Kraft ist, 1 die Länge des Hebelarms, E das Elastizitätsmodul und I das Flächenträgheitsmoment des Schenkelquerschnitts.A corresponding deflection w can generally be determined using the formula (1):

w = \frac{F l^{3}}{3 E I}

calculate, where F is the force, 1 is the length of the lever arm, E is the modulus of elasticity and I is the area moment of inertia of the leg cross section.

Das zweite Problem wird in Figur 5 verdeutlicht. Denn neben der Versatzdifferenz Δ_z tritt gleichzeitig ein Winkelversatz ϕ auf. Dieser Winkelversatz resultiert aus dem Hebelarm a_x des ersten Schenkels 20 in x-Richtung und dem Hebelarm b_x des zweiten Schenkels 30 in x-Richtung. Die entsprechenden Winkel des ersten 20 und des zweiten Schenkels 30 sind mit ϕ_a und ϕ_b gekennzeichnet. Der Winkelversatz cpa des ersten Schenkels 20 und der Winkelversatz ϕ_b des zweiten Schenkels 30 sorgen dafür, dass sich die erste Gerade G₁ und die zweite Gerade G₂ im Schnittpunkt S schneiden. Dieser muss jedoch nicht mit dem Arbeitspunkt des Setzgeräts gleich sein. Eine Abweichung zwischen Schnittpunkt S und Arbeitspunkt führt jedoch ebenfalls zu einer Exzentrizität, die auszugleichen ist.The second problem becomes in Figure 5 clarified. Because in addition to the offset difference Δ _z, an angular offset ϕ also occurs. This angular offset results from the lever arm a _x of the first leg 20 in the x direction and the lever arm b _x of the second leg 30 in the x direction. The corresponding angles of the first 20 and the second leg 30 are marked ϕ _a and ϕ _b . The angular offset cpa of the first leg 20 and the angular offset ϕ _b of the second leg 30 ensure that the first straight line G ₁ and the second straight line G ₂ intersect at the intersection point S. However, this does not have to be the same as the operating point of the setting tool. However, a deviation between the intersection point S and the working point also leads to an eccentricity that must be compensated for.

Neben der Durchbiegung der Schenkel 20, 30 ist somit gleichzeitig auch eine Neigung zu beobachten, die in einem Winkelversatz resultiert. Die Neigung ϕ lässt sich im Allgemeinen mit der Formel (2): $ϕ = \frac{F l^{2}}{2 E I}$

berechnen, wobei F die Kraft ist, 1 die Länge des Hebelarms, E das Elastizitätsmodul und I das Flächenträgheitsmoment des Schenkelquerschnitts.In addition to the deflection of the

legs

20, 30, an inclination can also be observed at the same time, which results in an angular offset. The inclination ϕ can generally be determined using the formula (2):

ϕ = \frac{F l^{2}}{2 E I}

Daher muss, um nun ein optimales Arbeiten zu realisieren, sowohl die Versatzdifferenz Δ_z minimiert wie auch der Winkelversatz berücksichtigt werden. Weiterhin muss der Schnittpunkt S der ersten Geraden G₁ und der zweiten geraden G₂ so eingestellt werden, dass sich die beiden Geraden im Arbeitspunkt treffen, d. h. der Schnittpunkt S muss dem Arbeitspunkt entsprechen.Therefore, in order to achieve optimal work, both the offset difference Δ _z must be minimized and the angular offset must be taken into account. Furthermore, the intersection S of the first straight line G ₁ and the second straight line G ₂ must be set so that the two straight lines meet at the working point, ie the intersection point S must correspond to the working point.

Damit der Versatz bzw. die Versatzdifferenz Δ_z gleich oder zumindest annähernd 0 ist, müssen die Durchbiegungen des ersten 20 und des zweiten Schenkels 30 angeglichen werden. Folglich muss die Bedingung, dass die Durchbiegung des ersten Schenkels 20 und die Durchbiegung des zweiten Schenkels 30 ungefähr gleich ist, so weit wie möglich erfüllt werden.So that the offset or the offset difference Δ _z is equal to or at least approximately 0, the deflections of the first 20 and the second leg 30 must be adjusted. Consequently, the condition that the deflection of the first leg 20 and the deflection of the second leg 30 are approximately the same must be satisfied as much as possible.

Die Durchbiegung des ersten Schenkels 20, die nachfolgend mit w_a gekennzeichnet wird, und die Durchbiegung des zweiten Schenkels 30, die nachfolgend mit w_b gekennzeichnet wird, setzen sich jeweils zusammen aus einer Komponente in x-Richtung und einer Komponente in y-Richtung, äquivalent zu den Hebelarmen. Daraus folgt durch die Anwendung der Superposition die Formel (3): $w_{a} = \frac{F_{1} a_{y}^{3}}{3 E I_{a}} + \frac{F_{1} a_{x}^{3}}{3 E I_{a}} ≅ \frac{F_{2} b_{y}^{3}}{3 E I_{b}} + \frac{F_{2} b_{x}^{3}}{3 E I_{b}} = w_{b}$

The deflection of the first leg 20, which is subsequently marked w _a , and the deflection of the second leg 30, which is subsequently marked w _b , are each composed of a component in the x direction and a component in the y direction, equivalent to the lever arms. This results in formula (3) by applying superposition:

w_{a} = \frac{F_{1} a_{y}^{3}}{3 E I_{a}} + \frac{F_{1} a_{x}^{3}}{3 E I_{a}} ≅ \frac{F_{2} b_{y}^{}}{3 E I_{b}} + \frac{F_{2} b_{x}^{3}}{3 E I_{b}} = w_{b}

Die Neigung ϕ des ersten und des zweiten Schenkels 20, 30 bezogen auf die x-Richtung bewirkt, wie oben ausgeführt, dass sich die erste Gerade G₁ und die zweite Gerade G₂ im Schnittpunkt S schneiden. Zwar ist der Winkelversatz vernachlässigbar klein gegenüber den Durchbiegungen, jedoch wichtig für den Schnittpunkt S.As stated above, the inclination φ of the first and second legs 20, 30 with respect to the x direction causes the first straight line G ₁ and the second straight line G ₂ to intersect at the intersection point S. Although the angular offset is negligibly small compared to the deflections, it is important for the intersection point S.

Um dies zu lösen, zeigt Figur 6 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen C-förmigen Werkzeughalters 1. Dieser weist zwei Ausgleichselemente 50 auf, die an gegenüberliegenden Seiten des ersten Schenkels 20 lösbar mittels Stiften 54 angebracht sind. Für die Befestigung der Ausgleichselemente 50 am C-förmigen Werkzeughalter 1 bzw. an der entsprechenden Rahmenstruktur 10 sind alle lösbaren Verbindungsarten geeignet, die mit Handgeräten erzeugt werden können. Hierzu zählen insbesondere Verschrauben, Verstiften, Klammern und Klemmen. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass das Ausgleichselement 50 nicht zwangsläufig gerade verlaufen muss, sondern auch krumm, bogenförmig oder geknickt verlaufen kann.To solve this shows Figure 6 a first embodiment of a C-shaped tool holder 1 according to the invention. This has two compensating elements 50 which are detachably attached to opposite sides of the first leg 20 by means of pins 54. All releasable connection types that can be created with hand-held devices are suitable for attaching the compensating elements 50 to the C-shaped tool holder 1 or to the corresponding frame structure 10. This particularly includes screwing, pinning, clamping and clamping. For the sake of completeness, it should be noted that the compensating element 50 does not necessarily have to be straight, but can also be curved, arcuate or bent.

Im dargestellten Beispiel besteht das Ausgleichselement 50 aus einem U-förmigen Profil, das zehn Öffnungen 52 aufweist. Zwei Öffnungen 52 sind unmittelbar benachbart zueinander an einem ersten axialen Ende vorgesehen, während die verbleibenden acht Öffnungen 52 in einem Abstand dazu und beginnend am zweiten axialen Ende vorgesehen sind. Auch wenn im vorliegenden Beispiel am ersten axialen Ende zwei Öffnungen 52 nebeneinander angeordnet sind, reicht zur Realisierung der Funktion die Verwendung von jeweils einer Öffnung 52 aus. Die Rahmenstruktur 10 des C-förmigen Werkzeughalters 1 weist korrespondierende Öffnungen 16 auf. Dies wird beispielsweise in Figur 10 deutlich.In the example shown, the compensating element 50 consists of a U-shaped profile that has ten openings 52. Two openings 52 are provided immediately adjacent to each other at a first axial end, while the remaining eight openings 52 are provided spaced therefrom and beginning at the second axial end. Even if in the present example two openings 52 are arranged next to one another at the first axial end, the use of one opening 52 each is sufficient to implement the function. The frame structure 10 of the C-shaped tool holder 1 has corresponding openings 16. This is done, for example, in Figure 10 clearly.

Die Flächenträgheitsmomente des ersten 20 und des zweiten Schenkels 30 sind in der Regel nicht konstant über die Strecke des ersten 20 und des zweiten Schenkels 30. Durch die Verwendung des Ausgleichselements 50 wird das jeweilige Flächenträgheitsmoment jedoch erhöht und dadurch die Durchbiegung reduziert, bis sich die erste G₁ und die zweite Gerade G₂ im Arbeitspunkt schneiden, sodass der Arbeitspunkt und der Schnittpunkt S zusammenfallen.The area moments of inertia of the first 20 and the second leg 30 are generally not constant over the distance of the first 20 and the second leg 30. However, by using the compensating element 50, the respective area moment of inertia is increased and the deflection is thereby reduced until the first G ₁ and the second straight line G ₂ intersect at the working point so that the working point and the intersection point S coincide.

In Figur 6 sind die Stifte 54 in den beiden Öffnungen 52 am ersten axialen Ende des Ausgleichselements 50 sowie in dem vorletzten Paar aus der Reihe aus acht Öffnungen 52 beginnend am zweiten axialen Ende des Ausgleichselements 50 angeordnet. Demgegenüber sind die Stifte 54 in Figur 7 im letzten Paar aus der Reihe aus acht Öffnungen 52 angeordnet. In dieser Hinsicht ist ergänzend hervorzuheben, dass die Verwendung von zwei unmittelbar benachbarten Stiften ebenso die Gefahr eines Aufbiegens des C-förmigen Werkzeughalters 1 durch prozessbedingt wirkende Kräfte im Betrieb reduziert.In Figure 6 the pins 54 are arranged in the two openings 52 at the first axial end of the compensating element 50 and in the penultimate pair of the series of eight openings 52 starting at the second axial end of the compensating element 50. In contrast, the pins are 54 in Figure 7 arranged in the last pair of the row of eight openings 52. In this regard, it should also be emphasized that the use of two immediately adjacent pins also reduces the risk of the C-shaped tool holder 1 bending open due to process-related forces during operation.

Die Wirkung des Ausgleichselements 50 wird, neben der Form des Ausgleichselements, über die Position der Stifte 54 beeinflusst. Dies wird unter Bezugnahme auf Figur 8 erläutert.The effect of the compensating element 50 is influenced, in addition to the shape of the compensating element, by the position of the pins 54. This is done with reference to Figure 8 explained.

Eine maximal wirksame Länge L_max des Ausgleichselements 50 bestimmt sich demnach durch den Abstand der Öffnungen 52 an den axialen Enden. Die wirksame Länge L_eff bestimmt sich durch den Abstand der zwei am weitesten voneinander entfernten Stifte 54. Die Mindestlänge, die als wirksame Länge L_eff gewählt werden sollte, entspricht bei Verwendung des mittleren Befestigungsbereichs 12 vorzugsweise mindestens einem Drittel des Hebelarms a_y des ersten Schenkels 20 in y-Richtung, d.h. bei Verwendung des mittleren Befestigungsbereichs 12 gilt L_eff ≥ 1/3 a_y. Bei Verwendung des oberen Befestigungsbereichs 14 wird das Ausgleichselement 50 vorzugsweise an dem Verbindungsstück 40 angeordnet, wie es in Figur 13 gezeigt ist. In diesem Fall gilt für die wirksame Länge L_eff, dass diese mindestens einem Viertel aus der Summe des Hebelarms des ersten Schenkels 20 und des zweiten Schenkels 30 in x-Richtung entspricht, d.h. es gilt L_eff ≥ 1/4 (ax + bx).A maximum effective length L _max of the compensation element 50 is therefore determined by the distance between the openings 52 at the axial ends. The effective length L _eff is determined by the distance between the two furthest apart pins 54. When using the middle fastening area 12, the minimum length that should be selected as the effective length L _eff preferably corresponds to at least one third of the lever arm a _y of the first leg 20 in the y direction, ie when using the middle fastening area 12, L _eff ≥ 1/3 a _y applies. When using the upper fastening area 14, the compensating element 50 is preferably arranged on the connecting piece 40, as shown in Figure 13 is shown. In this In this case, the effective length L _eff corresponds to at least a quarter of the sum of the lever arm of the first leg 20 and the second leg 30 in the x direction, ie L _eff ≥ 1/4 (ax + bx).

Figur 9 zeigt bevorzugte Querschnittsansichten der bevorzugten Ausgestaltungen des Ausgleichselements 50. Hierbei handelt es sich von oben nach unten und von links nach rechts um ein volles oder massives Rechteck, ein hohles Rechteck oder Kastenprofil, eine U-Form, eine volle oder massive Kreisschicht, eine hohle Kreisschicht, eine unten offene hohle Kreisschicht, eine volle oder massive Trapezform, eine T-Form oder eine Doppel-T-Form. Unter dem Begriff Kreisschicht wird Querschnittsform verstanden, die, analog zu einer Kugelscheibe oder Kugelschicht, ein Teil eines Kreises darstellt, der von zwei parallelen Geraden ausgeschnitten wird. Ebenfalls möglich ist die Verwendung einer L-Form, eines Dreiecks, eines massiven oder hohlen Halbkreises, oder dergleichen. Figure 9 shows preferred cross-sectional views of the preferred embodiments of the compensation element 50. From top to bottom and from left to right, these are a full or solid rectangle, a hollow rectangle or box profile, a U-shape, a full or solid circular layer, a hollow circular layer , a hollow circular layer open at the bottom, a full or solid trapezoid shape, a T-shape or a double-T shape. The term circular layer is understood to mean a cross-sectional shape which, analogous to a spherical disk or spherical layer, represents a part of a circle that is cut out by two parallel straight lines. It is also possible to use an L-shape, a triangle, a solid or hollow semicircle, or the like.

Somit können die anfänglich aufgezeigten Probleme durch eine geeignete Wahl der Querschnittsform des Ausgleichselements 50 berücksichtigt werden. Denn unterschiedliche Flächenträgheitsmomente bieten eine Möglichkeit, um die Zentrizität einzustellen.Thus, the problems initially identified can be taken into account by a suitable choice of the cross-sectional shape of the compensating element 50. Because different surface moments of inertia offer an opportunity to adjust the centricity.

Vorzugsweise weist das Ausgleichselement 50 daher im Querschnitt ein erstes axiales Flächenträgheitsmoment und ein zweites axiales Flächenträgheitsmoment auf, das größer ist als das erste axiale Flächenträgheitsmoment. Das mindestens eine Ausgleichselement 50 ist zudem so angeordnet, dass das zweite axiale Flächenträgheitsmoment senkrecht zur Rahmenebene R wirkt. Mit dem axialen Flächenträgheitsmoment wird die Querschnitts-Abhängigkeit der Verbiegung des mindestens einen Ausgleichselements 50 unter Belastung berücksichtigt. Dabei ist die Verbiegung des mindestens einen Ausgleichselements 50 umso kleiner, je größer das axiale Flächenträgheitsmoment ist. Aus diesem Grund wird das mindestens eine Ausgleichselement 50 in der vorliegenden Ausführungsform vorzugsweise derart am erster Schenkel 20 angeordnet, dass die Schwerkraft die kleinere Verbiegung bewirkt. Somit wirkt das größere axiale Flächenträgheitsmoment senkrecht zur Rahmenebene R. Zur besseren Nachvollziehbarkeit wird dies anhand eines im Querschnitt rechteckigen Ausgleichselements 50 erläutert. Dieses weist im Querschnitt eine Höhe h auf, die größer ist als seine Breite b.Preferably, the compensating element 50 therefore has a first axial area moment of inertia and a second axial area moment of inertia in cross section, which is greater than the first axial area moment of inertia. The at least one compensating element 50 is also arranged so that the second axial moment of inertia acts perpendicular to the frame plane R. The axial area moment of inertia takes into account the cross-sectional dependence of the bending of the at least one compensating element 50 under load. The bending of the at least one compensating element 50 is smaller, the larger the axial moment of inertia is. For this reason, the at least one compensating element 50 in the present embodiment is preferably arranged on the first leg 20 in such a way that gravity causes the smaller bending. The larger axial moment of inertia thus acts perpendicular to the frame plane R. For better comprehensibility, this is explained using a compensating element 50 with a rectangular cross section. In cross section, this has a height h that is greater than its width b.

Wenn dieses rechteckige Ausgleichselement 50 am ersten Schenkel so angeordnet wird, dass sich die Höhe h parallel zur x-Achse und die Breite b parallel zur z-Achse, also aus der Rahmenebene heraus, erstreckt, dann berechnet sich das axiale Flächenträgheitsmoment des Ausgleichselement 50 bei einer Verbiegung um eine Achse parallel zur x-Achse, d.h. bei einer schwerkraftinduzierten Verbiegung, zu $\frac{h \cdot b^{3}}{12}$

.If this rectangular compensation element 50 is arranged on the first leg in such a way that the height h is parallel to the x-axis and the width b is parallel to the z-axis, i.e. from the frame plane out, extends, then the axial moment of inertia of the compensating element 50 is calculated when it bends about an axis parallel to the x-axis, ie when it bends due to gravity

\frac{H \cdot b^{3}}{12}

.

Wenn das Ausgleichselement 50 jedoch am ersten Schenkel 20 so angeordnet wird, dass sich die Breite b parallel zur x-Achse und die Höhe h parallel zur z-Achse aus der Rahmenebene heraus erstreckt, dann berechnet sich das axiale Flächenträgheitsmoment bei einer Verbiegung um eine Achse parallel zur x-Achse, d.h. bei einer schwerkraftinduzierten Verbiegung, zu $\frac{b \cdot h^{3}}{12}$

.However, if the compensating element 50 is arranged on the first leg 20 in such a way that the width b extends parallel to the x-axis and the height h extends parallel to the z-axis out of the frame plane, then the axial moment of inertia is calculated when it is bent about an axis parallel to the x-axis, ie in the event of gravity-induced bending

\frac{b \cdot H^{3}}{12}

.

Da die Höhe h größer ist als die Breite b, wirkt nur in dem letzteren Fall das größere axiale Flächenträgheitsmoment senkrecht zur Rahmenebene R. Somit wird das Ausgleichselement 50 und seine Querschnittsform besonders effektiv eingesetzt. Denn im ersten Fall wirkt das größere Flächenträgheitsmoment in der Rahmenebene R, nämlich bei einer Verbiegung um eine Achse parallel zur z-Achse.Since the height h is greater than the width b, only in the latter case does the larger axial moment of inertia act perpendicular to the frame plane R. The compensating element 50 and its cross-sectional shape are therefore used particularly effectively. In the first case, the larger moment of inertia acts in the frame plane R, namely when bending about an axis parallel to the z-axis.

Die ausgewählte wirksame Länge L_eff des Ausgleichselements 50 sowie die Montageposition bieten weitere Einstellmöglichkeiten und sind abhängig von den Gewichtskräften und den jeweiligen Längen der Hebelarme gemessen von der Anbindung, d. h. oben oder mittig, bis zum Kraftangriffspunkt, d. h. dem Antriebsende 22, 32.The selected effective length L _eff of the compensating element 50 and the mounting position offer further adjustment options and are dependent on the weight forces and the respective lengths of the lever arms measured from the connection, ie at the top or in the middle, to the force application point, ie the drive end 22, 32.

Zur weiteren Optimierung zeigt Figur 10 die zusätzliche Verwendung von Nutensteinen 56, die insbesondere bei Hohl- und Schalenprofilen eingesetzt werden. Diese verhindern beim Befestigen des Ausgleichselements 50 eine Deformation infolge eines zu hohen Anzug- oder Befestigungsmomentes.For further optimization shows Figure 10 the additional use of sliding blocks 56, which are used in particular for hollow and shell profiles. When fastening the compensating element 50, these prevent deformation due to excessive tightening or fastening torque.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Nutensteine 56 wird nachfolgend diskutiert, denn mit den Nutensteinen 56 kann der Abstand des Ausgleichselements 50 von der Rahmenebene R des C-förmigen Werkzeughalters 1 variiert werden. Dazu werden Nutensteine 56 verwendet, die unterschiedliche Erstreckungen parallel zur z-Achse aufweisen, wodurch der Steiner-Anteil (Satz von Steiner) und dadurch das Flächenträgheitsmoment erhöht wird. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 10-12 verdeutlicht, wobei Figur 12 den Querschnitt des ersten Schenkels 20 mit zwei seitlich angebrachten Ausgleichselementen 50 darstellt.Another advantage of using the sliding blocks 56 is discussed below, because with the sliding blocks 56 the distance of the compensating element 50 from the frame plane R of the C-shaped tool holder 1 can be varied. For this purpose, sliding blocks 56 are used, which have different extensions parallel to the z-axis, whereby the Steiner proportion (Steiner's theorem) and thereby the area moment of inertia are increased. This will be discussed below with reference to the Figures 10-12 clarifies, whereby Figure 12 represents the cross section of the first leg 20 with two laterally attached compensating elements 50.

Im Stand der Technik werden Versteifungselemente wie Profile, Federn und Dämpfer symmetrisch zur Rahmenebene R in einen C-förmigen Werkzeughalter eingebaut, wodurch das Betriebskraft-induzierte Aufbiegen des Werkzeughalters minimiert werden soll. Hierzu wird beispielhaft auf die im einleitenden Teil diskutierte DE 10 2007 020 166 A1 verwiesen.In the prior art, stiffening elements such as profiles, springs and dampers are installed symmetrically to the frame plane R in a C-shaped tool holder, which is intended to minimize the operating force-induced bending of the tool holder. For this purpose, the example discussed in the introductory part is used DE 10 2007 020 166 A1 referred.

Dieses Vorgehen eignet sich jedoch nicht für die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung adressierte Schwerkraft-induzierte Verbiegung des C-förmigen Werkzeughalters 1. Denn hierzu müssen die Ausgleichselemente 50 seitlich an dem C-förmigen Werkzeughalter 1 positioniert werden, um der in der horizontalen Lage quer zur Rahmenebene R angreifenden Schwerkraft entgegenzuwirken.However, this procedure is not suitable for the gravity-induced bending of the C-shaped tool holder 1 addressed in the context of the present application. For this purpose, the compensating elements 50 must be positioned laterally on the C-shaped tool holder 1 in order to be transverse to the horizontal position To counteract the gravity acting on the frame level R.

Dieses Erfordernis wird bei der Berechnung des Flächenträgheitsmoments des Ausgleichselements 50 bezogen auf die x-Achse, die in der Rahmenebene R liegt, deutlich. Das gesamte Flächenträgheitsmoment I_P,x,ges. des Ausgleichselements 50 erhöht sich um den Steiner Anteil, d. h. um den Abstand des Flächenschwerpunkts S_F des Ausgleichselements 50 von der Rahmenebene R in z-Richtung zum Quadrat multipliziert mit der Querschnittsfläche des Ausgleichselements A_P. Dies ist in der nachfolgenden Formel (4) dargestellt $I_{P, x, ges .} = I_{P, x} + {l_{P, z}}^{2} \times A_{P}$

This requirement becomes clear when calculating the moment of inertia of the compensation element 50 with respect to the x-axis, which lies in the frame plane R. The total area moment of inertia I _P,x,tot. of the compensating element 50 increases by the Steiner proportion, ie by the distance of the center of gravity S _F of the compensating element 50 from the frame plane R in the z-direction squared multiplied by the cross-sectional area of the compensating element _AP . This is shown in formula (4) below

I_{P, x, total .} = I_{P, x} + {l_{P, e.g}}^{2} \times A_{P}

Hierbei stellt I_P,x,ges. das gesamte Flächenträgheitsmoment des Ausgleichselements 50 dar, I_P,x. ist das Flächenträgheitsmoment des Ausgleichselement 50 bezogen auf oder um die x-Achse, l_P,z ist der Abstand des Flächenschwerpunkts S_F des Ausgleichselements 50 von der Bezugsachse, d.h. der x-Achse und A_P ist die Querschnittsfläche des Ausgleichselements 50. Der Vollständigkeit halber sind in Figur 12 auch die Breite bc des ersten Schenkels 20 sowie die Querschnittsfläche A_C des oberen Schenkels 20 und das Biegemoment M um die x-Achse eingezeichnet.Here I represents _P,x,tot. represents the total moment of inertia of the compensation element 50, I _P,x. is the moment of inertia of the compensation element 50 based on or around the x-axis, l _P,z is the distance of the center of gravity S _F of the compensation element 50 from the reference axis, ie the x-axis and _AP is the cross-sectional area of the compensation element 50. The completeness for the sake of it are in Figure 12 also the width bc of the first leg 20 as well as the cross-sectional area A _C of the upper leg 20 and the bending moment M about the x-axis are shown.

Je größer der Abstand von der Rahmenebene R gewählt wird, desto größer ist der Steiner-Anteil. Für einen ausreichenden Widerstand gegen die Schwerkraft sollte vorzugsweise folgende Ungleichung gemäß Formel (5) eingehalten werden: $l_{P, z} > 0$

vorzugsweise

l_{P, z} > \frac{1}{2} b_{C}

und besonders bevorzugt

l_{P, z} > \frac{5}{8} b_{C}

The greater the distance from the frame plane R is chosen, the greater the Steiner share. For sufficient resistance to gravity, the following inequality according to formula (5) should preferably be observed:

l_{P, e.g} > 0

preferably

l_{P, e.g} > \frac{1}{2} b_{C}

and particularly preferred

l_{P, e.g} > \frac{5}{8th} b_{C}

Bei der Wahl des Abstands in z-Richtung ist der Vollständigkeit halber zu berücksichtigen, dass der Abstand die entstehende Störkontur beeinflusst. Dementsprechend ist hier ein Mittelweg zu wählen.When choosing the distance in the z direction, for the sake of completeness, it must be taken into account that the distance influences the resulting interference contour. Accordingly, a middle ground must be chosen here.

Figur 13 zeigt die Anbringung eines Ausgleichselements 50 bei Verwendung der oberen Befestigungsmöglichkeit 14 für die Anbindungseinheit 3. Hier wurde das Ausgleichselement 50 insbesondere entlang des Verbindungsstücks 40 angebracht. Ausschlaggebend für die Ausrichtung des Ausgleichselements 50 ist das Biegemoment, d. h. die wirkende Schwerkraft multipliziert mit dem Hebelarm, also der Wegstrecke zwischen Kraftangriffspunkt und Anbindungseinheit 3. Figure 13 shows the attachment of a compensating element 50 when using the upper fastening option 14 for the connection unit 3. Here the compensating element 50 was attached in particular along the connecting piece 40. The decisive factor for the alignment of the compensating element 50 is the bending moment, ie the acting force of gravity multiplied by the lever arm, i.e. the distance between the force application point and the connection unit 3.

Der Vollständigkeit halber ist hervorzuheben, dass eine Befestigung des oder der Ausgleichselemente 50 auch an den Außenkantenflächen oder den Innenkantenflächen des C-förmigen Werkzeughalters 1 erfolgen kann.For the sake of completeness, it should be emphasized that the compensating element(s) 50 can also be attached to the outer edge surfaces or the inner edge surfaces of the C-shaped tool holder 1.

Nun bezugnehmend auf Figur 14 wird eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Einstellen einer Versatzdifferenz Δ_{z_}zwischen dem ersten 20 und dem zweiten Schenkel 30 des C-förmigen Werkzeughalters 1 erläutert. In einem ersten Schritt A erfolgt ein Anordnen des C-förmigen Werkzeughalters 1 so, dass die Rahmenebene R senkrecht zur Schwerkraft ausgerichtet ist. Danach erfolgt in Schritt B ein Ermitteln eines ersten Versatzes des ersten Schenkels 20 bezogen auf die Rahmenebene R und in Schritt C ein Ermitteln eines zweiten Versatzes des zweiten Schenkels 30 bezogen auf die Rahmenebene R. Die Schritte B und C können nacheinander oder zeitgleich ausgeführt werden, wobei eine Reihenfolge der Schritte B und C beliebig ist.Now referring to Figure 14 An embodiment of a method for setting an offset difference Δ _{z_} between the first 20 and the second leg 30 of the C-shaped tool holder 1 is explained. In a first step A, the C-shaped tool holder 1 is arranged so that the frame plane R is aligned perpendicular to gravity. Thereafter, in step B, a first offset of the first leg 20 is determined in relation to the frame plane R and in step C, a second offset of the second leg 30 is determined in relation to the frame plane R. Steps B and C can be carried out one after the other or at the same time, where an order of steps B and C is arbitrary.

Nachdem der jeweilige Versatz ermittelt wurde, wird in Schritt D mindestens ein Ausgleichselement 50 an einem oder mehreren von dem ersten Schenkel 20, dem zweiten Schenkel 30 oder dem Verbindungsstück 40 befestigt. Hierdurch wird eine Versatzdifferenz Δ_{z_}zwischen dem Arbeitsende 22 des ersten Schenkels 20 und dem Arbeitsende 32 des zweiten Schenkels 30 minimiert (Schritt E).After the respective offset has been determined, in step D at least one compensating element 50 is attached to one or more of the first leg 20 and the second leg 30 or attached to the connector 40. This minimizes an offset difference Δ _{z_} between the working end 22 of the first leg 20 and the working end 32 of the second leg 30 (step E).

Zusätzlich erfolgt in Schritt F ein Einstellen eines Schnittpunktes S einer ersten Geraden G₁, die einer Bewegungsrichtung des Stempels in Richtung des Arbeitsendes 32 des zweiten Schenkels 30 entspricht, und einer zweiten Geraden G₂ die vom Arbeitsende 32 des zweiten Schenkels 30 in Richtung des Arbeitsendes 22 des ersten Schenkels 20 verläuft, durch das mindestens eine Ausgleichselement 50 auf einen Arbeitspunkt.In addition, in step F, an intersection point S of a first straight line G ₁ is set, which corresponds to a direction of movement of the stamp in the direction of the working end 32 of the second leg 30, and a second straight line G ₂ that extends from the working end 32 of the second leg 30 in the direction of the working end 22 of the first leg 20 runs through the at least one compensating element 50 to an operating point.

6. List of reference symbols

11: WerkzeughalterTool holder
33: AnbindungseinheitConnection unit

1010: Rahmenstrukturframe structure
1212: hintere Befestigungsmöglichkeit für die Anbindungseinheit 3Rear fastening option for the connection unit 3
1414: obere Befestigungsmöglichkeit für Anbindungseinheit 3Upper fastening option for connection unit 3
1616: Öffnungen in der Rahmenstruktur zur Befestigung des Ausgleichselements 50Openings in the frame structure for attaching the compensating element 50

2020: erster Schenkelfirst leg
2222: Arbeitsende des ersten SchenkelsWorking end of the first leg
2424: Stempel mit AntriebseinheitStamp with drive unit

3030: zweiter Schenkelsecond leg
3232: Arbeitsende des zweiten SchenkelsWorking end of the second leg
3434: MatrizendomMatrix dome

4040: Verbindungsstückconnector

5050: AusgleichselementCompensating element
5252: Öffnungen im AusgleichselementOpenings in the compensation element
5454: Stiftepencils
5656: NutensteineT-nuts

ACAC: Querschnittsfläche des ersten Schenkels 20Cross-sectional area of the first leg 20
APAP: Querschnittsfläche des Ausgleichselements 50Cross-sectional area of the compensation element 50
axax: Hebelarm des ersten Schenkels 20 in x-RichtungLever arm of the first leg 20 in the x direction
ayay: Hebelarm des ersten Schenkels 20 in y-RichtungLever arm of the first leg 20 in the y direction
bcBC: Breite des ersten Schenkels 20Width of the first leg 20
bxbx: Hebelarm des zweiten Schenkels 30 in x-RichtungLever arm of the second leg 30 in the x direction
byby: Hebelarm des zweiten Schenkels 30 in y-RichtungLever arm of the second leg 30 in the y direction
F1F1: erste Kraftfirst force
F2F2: zweite Kraftsecond force
G1G1: erste Geradefirst straight
G2G2: zweite Geradesecond straight
LeffLeff: wirksame Länge des Ausgleichselements 50effective length of the compensation element 50
LmaxLmax: maximale Länge des Ausgleichselements 50maximum length of the compensation element 50
lP,zlP, e.g: Abstand des Flächenschwerpunkts von der x-AchseDistance of the center of gravity from the x-axis
m1m1: erste Massefirst mass
m2m2: zweite Massesecond mass
MM: Biegemoment um die x-AchseBending moment about the x-axis
RR: RahmenebeneFrame level
SS: Schnittpunktintersection
SFSF: Flächenschwerpunkt des Ausgleichselements 50Center of gravity of the compensation element 50

ΔzΔz: Versatzdifferenz zwischen erstem 20 und zweitem Schenkel 30Offset difference between first leg 20 and second leg 30
cpacpa: Winkel des ersten Schenkels 20Angle of the first leg 20
ϕbϕb: Winkel des zweiten Schenkels 30Angle of the second leg 30

Claims

A C-shaped tool holder (1) with a frame structure (10) that defines a frame plane (R), comprising: a) a first leg (20) and a second leg (30) arranged opposite the first leg (20), each of which has a connecting end and a working end (22, 32),

b) a connecting piece (40), via which the first (20) and the second leg (30) are connected to one another at the respective connecting end, wherein

c) the working end (22) of the first leg (20) serves to fasten a stamp (24) with an associated drive unit, which defines a direction of movement of the stamp (24) in the direction of the working end (32) of the second leg (30), and the working end (32) of the second leg (30) is used to fasten a matrix dome (34), whereby

d) an offset difference (Δ _z ) due to a gravity-related offset between the working end (22) of the first (20) and the working end (32) of the second leg (30) perpendicular to the frame plane (R) can be minimized by at least one compensating element (50). which is arranged on one or more of the following elements: the first leg (20), the second leg (30) or the connecting piece (40), and

e) an intersection point (S) of a first straight line (G ₁ ), which corresponds to the direction of movement of the stamp (24) towards the working end (32) of the second leg (30), and a second straight line (G ₂ ), which corresponds to the working end of the second leg (30) runs in the direction of the working end of the first leg (20), can be adjusted to a working point by the at least one compensating element (50).

The C-shaped tool holder (1) according to claim 1, wherein the at least one compensating element (50) has in cross section a first axial surface moment of inertia and a second axial surface moment of inertia which is greater than the first axial surface moment of inertia, and the at least one compensating element (50) is arranged so that the second axial moment of inertia acts perpendicular to the frame plane (R).

The C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, wherein the compensating element (50) has a profile shape which has one of the following shapes in cross section: rectangle, semicircle, circular layer, triangle, T-shape, double-T shape , L-shape, U-shape, trapezoid or a combination thereof.

The C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one compensating element (50) has at least two attachment points, preferably at least four, six, eight or ten attachment points and particularly preferably a plurality of attachment points.

The C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, wherein the compensating element (50) has the shape of a hollow or shell profile and furthermore two sliding blocks (56) between the compensating element (50) and the first leg (20), the second leg (30) or the connecting piece (40) are present.

The C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, wherein the compensating element (50) is detachably arranged on the respective one of the legs (20, 30) or the connecting piece (40), preferably by means of screws, pins (54), Clamps or clamps.

The C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, which has two compensating elements (50).

The C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, which has a truss-like frame structure (10).

The C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, which has a punch (24) with an associated drive unit at the working end (22) of the first leg (20) and a die dome (30) at the working end (32) of the second leg (30). 30).

A setting tool with a C-shaped tool holder (1) according to one of the preceding claims, wherein at the working end (22) of the first leg (20) there is a stamp (24) with an associated drive unit and at the working end (32) of the second leg (30) a matrix dome (34) is attached.

The setting tool according to claim 10, wherein the setting tool is attached to a multi-axis robot via the C-shaped tool holder (1).

A method for setting an offset difference (Δ _z ) between a first (20) and a second leg (30) of a C-shaped tool holder (1) according to one of patent claims 1 to 9, comprising the steps: a. Arrange (A) the C-shaped tool holder (1) so that a frame plane (R) is aligned perpendicular to gravity, then

b. Determining (B) a first offset of the first leg (20) relative to the frame plane (R) and

c. Determining (C) a second offset of the second leg (30) relative to the frame plane (R), then

d. Attaching (D) at least one compensating element (50) to one or more of the first leg (20), the second leg (30) or the connecting piece (40), and

e. Minimizing (E) an offset difference (Δ _z ) between the working end (22) of the first (20) and the working end (32) of the second leg (30).

The method according to claim 12, with the further step:
f. Setting (F) an intersection point (S) of a first straight line (G ₁ ), which corresponds to a direction of movement of the stamp (24) in the direction of the working end (32) of the second leg (30), and a second straight line (G ₂ ) , which comes from the working end (32) of the second Leg (30) runs in the direction of the working end (22) of the first leg (20), through the at least one compensating element (50) to a working point.

The method according to one of claims 12 or 13, wherein the at least one compensating element (50) has in cross section a first axial surface moment of inertia and a second axial surface moment of inertia which is greater than the first axial surface moment of inertia, and the step of fastening (D) is carried out in this way that the compensating element (50) is arranged so that the second axial moment of inertia acts perpendicular to the frame plane (R).

The method according to any one of claims 12 to 14, wherein the at least one compensating element (50) is attached to the first leg (20), the second leg (30) or the connecting piece (40) via at least two attachment points.

The method according to one of claims 12 to 15, wherein the at least one compensating element (50) is releasably attached to the first leg (20), the second leg (30) or the connecting piece (40), preferably by means of screws, pins (54). , brackets or clamps.

The method according to one of claims 12 to 16, wherein the at least one compensating element (50) has the shape of a hollow or shell profile and at least two sliding blocks (56) between the compensating element (50) and the first leg (20), the second leg (30) or the connecting piece (40).