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Werkzeug-Schnellwechselsystem.png Werkzeug-Schnellwechselsystem.step

Hallo zusammen,

ich arbeite aktuell an einer Konstruktion und möchte gerne Eure Meinung hören, ob mein Ansatz sinnvoll und umsetzbar ist oder ob es bessere Lösungen gibt.

Mein Ziel
Ich möchte ein Werkzeug auf einer Drehachse so befestigen, dass es sich schnell wechseln lässt.
Der Hintergrund: Das Werkzeug soll außerhalb der Anlage gereinigt, neu bestückt oder repariert werden können und dann für den nächsten Einsatz wieder einsatzbereit sein.

Besonderheiten des Werkzeugs

• Stromversorgung: 2 V bei 120 A AC 25mm²
  
• Zusätzliche Messleitung: ca. 1 mm², nahezu stromlos
  
• Strom- und Messleitungen sollen nicht geschraubt, sondern automatisch beim Einsetzen des Werkzeugs kontaktiert werden.
  

Mechanischer Aufbau

• Drehachse: Igus drygear Schneckengetriebe PRT (aktuell Baugröße 20, geplant Umstieg auf Baugröße 30 wegen höherer Belastbarkeit).
  
• Schnellwechselsystem: Lang Technik Avanti 46 (Grund- und Aufsatzbacken). Eventuell ist eine Sonderanfertigung möglich.
  
• Werkzeugträger/Adapter:
  
• =>Bronze-Blöcke als Stromkontakte (25 mm² Kabel auf Rückseite)
  
• =>3D-gedruckte Adapterplatte, in die die Lang-Grundbacke eingelassen wird
  
• =>Verbindung über Schrauben mit dem Igus-Drehlager
  
• Das Igus-Drehlager erlaubt nur ±180° Drehung (wegen Kabeldurchführung in der Mitte).
  

Aktuelle Probleme und Unsicherheiten

• Ich habe Bedenken, ob die Kontaktfläche der Bronze-Blöcke groß genug und zuverlässig ist.
  
• Die Verlegung der 25 mm² Kabel durch die Mitte des Lagers ist sehr eng, Schrauben blockieren etwas Platz.
  
• Die Messleitung (1 mm²) ist noch gar nicht umgesetzt, da ich nicht weiß, wie ich sie am besten kontaktieren soll.
  
• Das Verriegelungssystem funktioniert mechanisch bisher sehr zuverlässig.
  

Meine Fragen an Euch

1. Was haltet Ihr von der geplanten Stromübergabe über Kontaktblöcke? Ist das zuverlässig oder fehleranfällig? Welche Alternativen gäbe es?
   
2. Habt Ihr Ideen, wie ich die Messleitung (1 mm²) am besten anbringen könnte?
   
3. Kennt Ihr Alternativen zum Lang-Schnellwechselsystem, die ähnlich einfach und schnell funktionieren (Wechselzeit ca. 20 Sekunden)?
   
4. Oder seht Ihr, dass mein Ansatz insgesamt problematisch ist – wenn ja, wie könnte ein ganz anderer Lösungsweg aussehen?
   

In der Anlage habe ich ein Bild meines aktuellen Entwurfs und die STEP-Datei beigefügt.

Viele Grüße
Mücke

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[Inventor Professional 2026] - [WIN 11]

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120 A sind schon sehr viel. Da kannst Du nicht krumme Flächen kontaktieren. Die Kontaktflächen nützen sich ab und dann kontaktiert nicht mehr die ganze Fläche.
Bronze ist ein Begriff für Spezialisten die etwas verschleiern wollen. Hier kommt es auf die Leitfähigkeit an. Da ist am besten CU pur oder eventuell noch CuFe2P ( bis ca. 80 ° C ) .
Leite den Strom halt wie beim Elektromotor ein, mit Kohlebürsten.
Die Signalübertragung geht auch kontaktlos , da ist bei diesen Fertigungslinien so üblich. Oder schau Dir den Reifendrucksensor bei Deinem Auto an. 

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Klaus

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Zitat:

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Original erstellt von N.Lesch:
120 A sind schon sehr viel. Da kannst Du nicht krumme Flächen kontaktieren.

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Ja, das ist richtig, das ist eine meiner Sorgen.

Zitat:

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Original erstellt von N.Lesch:
Die Kontaktflächen nützen sich ab und dann kontaktiert nicht mehr die ganze Fläche.

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Du hast recht, das hatte ich in meinen letzten Gedanken gar nicht mehr berücksichtigt. Guter Punkt, dann doch mit einer Feder.

Zitat:

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Original erstellt von N.Lesch:
Bronze ist ein Begriff für Spezialisten die etwas verschleiern wollen. Hier kommt es auf die Leitfähigkeit an. Da ist am besten CU pur oder eventuell noch CuFe2P ( bis ca. 80 ° C ) .

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Mein Lieferant kann aktuell „Brass-H59” oder „Copper-T2” bearbeiten und liefern. Ich bin davon ausgegangen, dass „Brass-H59” aufgrund der Verschraubungen die bessere Wahl für mich ist.
Ich habe mir jedoch gerade CuFe2P etwas angeschaut und finde, dass das eine gute Mischung wäre. Ich frage meinen Lieferanten mal, ob er so etwas auch bearbeiten und liefern kann.

Ich hatte mich für „Brass-H59” entschieden, da es härter ist als „Copper-T2”, gerade bei den Verschraubungen und dem Druck, den ich auf den roten Draht ausübe, der oben herausschaut.

Zitat:

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Original erstellt von N.Lesch:
Leite den Strom halt wie beim Elektromotor ein, mit Kohlebürsten.

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Das mit den Kohlebürsten hatte ich mir auch überlegt, es war eine der ersten Ideen. Der Hersteller des Mess- und Steuergeräts sagte mir, dass dies nicht klappen würde, da hierbei ein zu hoher Übergangswiderstand entstehen würde und es zu Einbrennungen kommen würde. (Hier werden meine Gedanken etwas schwammig.)
Da ich mir das schwer vorstellen konnte, hatte ich das mit einem Kohlebürstenhersteller besprochen. Der sagte mir dasselbe: Die würden sich ablösen, wenn sich die Kontaktfläche nicht dreht, wie bei einer Bohrmaschine. Da ich viele Standzeiten habe, in denen auch Strom fließen muss, wurde mir auch dort abgeraten.

Ich hatte dann an Hochstrom-Federkontakte gedacht, doch die sind gleich so extrem lang. Was ich im Eingangsbeitrag vergessen habe: Mein Bauraum ist auf 110 mm im Durchmesser begrenzt und es darf nichts über die blaue Kante der Bürste hinausragen.

Oder habe ich deine Anregung gerade falsch interpretiert?

Zitat:

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Original erstellt von N.Lesch:
Die Signalübertragung geht auch kontaktlos , da ist bei diesen Fertigungslinien so üblich. Oder schau Dir den Reifendrucksensor bei Deinem Auto an.

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Okay, mein Fehler. Da hätte ich im Eingangsbeitrag besser darauf eingehen können/müssen. Bei der Messleitung handelt es sich um eine 4-Leiter-Messung eines Widerstandes.
Mir ist nicht bekannt, wie man das Messsignal per Funk übertragen könnte, daher müsste ich bei den Messleitungen bleiben.
Ich habe noch etwas herumgesucht und das hier gefunden.
https://www.uweelectronic.de/de/prueftechnologie-kontakttechnologie/federkontaktleisten.html?view=category&id=5
Eventuell könnte ich das noch mit einbauen, wo jetzt die großen Kontaktflächen sind.

Solche Federkontakte mit einer großen Kontaktfläche ohne großen Federweg wären, glaube ich, eine Alternative.

[EDIT] Ich könnte hinten einen Anschluss für eine Staplerbatterie hinzufügen, sodass man es immer noch schnell einstecken kann und dabei den Stecker mit einsteckt.
Ich kann mir das sehr gut vorstellen, aber wie ich das technisch und zeichnerisch umsetze, muss ich noch überlegen.

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[Inventor Professional 2026] - [WIN 11]

[Diese Nachricht wurde von Muecke.1982 am 21. Sep. 2025 editiert.]

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Screenshot2025-09-21121030.png 250131_REMA_Datenblatt_DIN80_PE-TD-005_V04_02-2025-1.pdf

Ich habe mir die REMA-DIN80-Hauptkontaktstecker/-dose angeschaut.

Ich habe den Stecker einfach mal in die IAM gepackt.
Das fände ich jetzt nicht so schlecht.
Die halten bis 160 A aus, was vollkommen ausreichend wäre. Etwas kleiner wäre auch okay.

Das DIN80 ist bei denen die kleinste Größe. Leider gibt es die nicht mit Schraubgewinde, sondern nur mit Quetschverbindungen.
Es wäre echt gut, wenn man den Stecker und die Buchse, in die er hineingeschraubt wird, anbringen könnte, dann könnte ich die einfacher an mein Werkzeug anbringen.

Das nächste Problem ist, dass sie mit 20 mm recht lang sind, sodass sie aus dem Werkzeug ragen. Das müsste ich umkonstruieren, damit mein Werkzeug nicht mehr ganz so lang ist. Das würde ich aber nur ungern machen, da das „lange” Werkzeug dazu dient, dass es nicht an Kanten hängen bleibt. Wenn ich es kleiner mache, besteht die Gefahr, dass es sich am Werkstück verhakt.

Daher meine Frage: Gibt es solche REMA-DIN80-Stecker auch von anderen Herstellern, eventuell kleiner in DIN60 oder DIN40, die immer noch mit 100 A zurechtkommen? Die 120 A sind nur ein paar Mal am Tag für ein paar Millisekunden vorhanden.

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[Inventor Professional 2026] - [WIN 11]

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Reifendrucksensor - direkte Datenübertragung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Reifendruckkontrollsystem#Direkte_Systeme

Kontaktlose Übertragung von Daten und Strom:
https://automationspraxis.industrie.de/industrie-4-0/beweglich-bleiben-kontaktlos-uebertragen-mit-nearfi/

Die Batterien, sofern notwendig , halten jahrelang. habe nie gesehen, daß die gewechselt wurden.

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Klaus

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Das Brass H59 hat eine Leitfähigkeit von 34 % CU , das ist auch nicht viel.
Du kannst Messing CuZn nehmen, dann aber mit dem höheren CU Gehalt und bloß kein Automatenmessing mit Pb.

Bei dem Strom mußt Du verdammt nochmal auf die Temperatur aufpassen. Die 160 A wären in Ordnung wenn es bei Deiner Max. Temperatur auch noch mind. 120 A sind.
Die Kontakte von Uwe Electronic wären in Ordung, haben aber keine hohe Temperaturbeständigkeit.
Nylon 6 ( gemeint ist Perlon oder Polyamid 6 ) hat keine hohe Temperaturbeständigkeit.
Ich finde auf der verlinkten Seite keine einzige Temperaturangabe. Das ist dreist.
Wie bei Kunststoff auch ist in der Elektromechanik jede Angabe ohne die Temperatur nicht viel wert.
Der Strom der Kontakte reicht aber nicht aus. Du müßtest da mehrere parallel schalten.
Das ist aber Problematisch, weil sich der Strom den kürzesten Weg sucht und der Kontakt dann durchbrennt.
Ist jetzt ein bisschen viel auf einmal, aber das Thema ist auch komplex.

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Klaus

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Ja, ich weiß, das ist jetzt ein ganzer Haufen Themen auf einmal 😅 – aber es gibt einfach viele Baustellen, die ich noch nicht so durchblicke. Daher bin ich wirklich für jede Hilfe dankbar, auch wenn es manchmal eine Weile dauert, bis ich alles nachvollziehen kann.

Zum Thema Temperatur:
Meinst Du, wie warm die Teile im Dauerbetrieb werden?
Das habe ich getestet: Laufzeit = Arbeitszeit × 3. Dabei lag die maximale Temperatur bei den Bronze-Bauteilen bei ca. 40 °C. Der Draht selbst war natürlich wärmer, aber durch Strom und Strahlungswärme ist das Gesamtbauteil nur auf etwa 32 °C angestiegen.

Kontaktlose Übertragung:
Das müsste ich mit dem Hersteller des Steuer- und Messgerätes abklären. Das Steuergerät habe ich ja nicht selbst gebaut, und ich weiß nicht, ob sich das so einfach umsetzen lässt. Vor allem, weil es ja bei einer 4-Leiter-Messung darum geht, den Strom auf der Messleitung mit dem zugegebenen Strom zu vergleichen, um daraus den Widerstand bzw. die Veränderung im Bauteil zu berechnen. Da bin ich ehrlich gesagt fachlich etwas zu weit weg.

REMA Stecker/Dosen:
Die könnte ich wahrscheinlich etwas kürzen und sauber im Material einspannen bzw. befestigen. Dafür muss ich das Ganze aber etwas breiter konstruieren. Daran sitze ich gerade. Leider sind meine bisherigen Skizzen nicht besonders „änderungsstabil“ – daher zeichne ich vieles neu, das ist einfacher, als ständig Fehler auszubügeln. Manche Fehler verstehe ich ehrlich gesagt gar nicht, wo die herkommen.
Die REMA-Stecker kenne ich aus der Arbeit, die sind bei uns an den Staplern zum Laden verbaut.

Material:
Meinen Lieferanten habe ich schon gefragt, ob er auch CuFe2P im Programm hat oder das eventuell aufnehmen könnte.

Du bist jetzt sehr stark auf die Temperatur eingegangen, da frage ich mich, ob ich vielleicht etwas Wichtiges übersehen oder falsch verstanden habe 🤔. Das macht mir gerade etwas Kopfzerbrechen …

Viele Grüße
Mücke

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Die Temperatur ist bei 40 ° C noch nicht entscheidend. Man muß aber immer von der höchsten Temperatur ausgehen und auch noch alle Wärmequellen berücksichtigen.
Polyamid 6 fängt bei 50 ° C schon an weicher zu werden.
Wenn Du 40° C angibst, gehe ich von 20 K Erwärmung aus. Das sind dann im Sommer schon 50° C. 

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Klaus

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Wenn ich dich richtig verstehe, sollte ich also eher ABS als Isolator verwenden.

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[Inventor Professional 2026] - [WIN 11]

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Bei diesen Bedingungen ( Temperatur und Spannung ) kannst Du noch jeden Kunststoff zum Isolieren verwenden.

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Klaus

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