Pagina 9 van: Aandrijftechniek – nummer 5 – 2017

TECHNIEK Mechanisch

www.AT-aandrijftechniek.nlAUGUSTUS 2017 AT AANDRIJFTECHNIEK 9

Bijzondere wielnaaf voor
Formula Student auto van URE

assen, geen cardanoverbrengingen en
dergelijke. Vier losse motoren betekent
ook dat je geen differentieel nodig hebt.
Je kunt een elektronisch differentieel
maken, je kunt de auto slimmer maken
door hem bijvoorbeeld in bochten de mo-
toren aan de buitenzijde meer koppel te
geven. Dat kun je softwarematig regelen
en je bent dus heel flexibel.”
Dankzij de snelle ontwikkeling van elek-
tromotoren, elektronica en materialen
worden de auto’s steeds lichter en sneller.
Dat heeft ook een keerzijde: met enige
regelmaat worden de reglementen voor
deelname aan de races aangepast en
daarbij is veiligheid een belangrijke
reden. Het logisch gevolg is dat de teams
regelmatig hun concepten moeten aan-
passen. Maar dat verhoogt de creativiteit
(ook waar het de interpretatie van regels
betreft, lacht Scholle) en het technisch in-
zicht alleen maar.

Elektromotoren
De reglementen van Formula Student
geven de deelnemers de nodige vrijheid
om motoren naar keuze toe te passen.
URE maakt voor de aandrijving gebruik
van permanentmagneetmotoren, omdat
die het meeste koppel leveren. Scholle:
“We hebben in samenwerking met een
Nederlandse motorenbouwer (Advanced
Electromagnetics) radiale motoren met
een diameter van 120 mm en een lengte
van 130 mm (inclusief behuizing) ontwik-
keld. Het doel was een hoogtoerige motor
te ontwikkelen. Voor dat bedrijf was het

ook een uitdaging omdat het niet gewend
is zoveel vermogen uit een motor van
deze omvang te halen. Voor ons was het
zaak dat de motor niet tegen de ophan-
ging aankomt.
Wij proberen de aandrijving zo licht en
compact mogelijk te ontwerpen, mede
om ook de luchtweerstand zo klein moge-
lijk te houden. Het zijn watergekoelde
motoren. We hebben wel gekeken naar
luchtgekoelde motoren, maar die bleken
erg lastig te simuleren. De auto heeft een
voorvleugel en die beïnvloedt de lucht-
stroming rond de wielen en motoren.
Lucht die om een draaiend wiel stroomt
en ook nog eens warmte afvoert, blijkt
erg moeilijk te simuleren. Daarbij komt
ook nog eens dat je dat bij wisselende
snelheden en omgevingstemperaturen
moet simuleren.”

Wielnaaf
De wielnaaf bestaat voor een groot ge-
deelte uit een aluminium behuizing; er
zitten wat titaniumonderdelen in en de
tandwielen zijn van staal. Eén kant zit vast
aan het voertuig, de andere kant aan de
velg en band. De wiellagers zijn onder
voorspanning gemonteerd, resulterend in
een spelingsvrije zijdelingse constructie.
Het betreft hier hoekcontactlagers, die
tegen elkaar aan moeten worden getrok-
ken om stijfheid te creëren in axiale en
radiale richting. De motoras gaat aan één
kant erin met daarop een tandwiel.
De elektromotor is gekoppeld aan een
zelf ontworpen planetaire tandwielkast.

Beernaert legt uit hoe het team aan de
vereiste tandwieltechnologie komt. “We
hebben onszelf eerst ingelezen in de
sterkteberekening van tandwielen. Van
daaruit konden we wat ruwe berekenin-
gen doen. Om het heel nauwkeurig te
doen tandwielen zijn best complex ge-
bruiken wij het softwarepakket KISSsoft.
Hiermee kunnen we spelen met de vorm
van de tanden, de diameter, het aantal
tanden. Daar proberen we dan een zo
klein en licht mogelijke constructie te rea-
liseren. In elke wielnaaf zit nu zo’n 200 g
aan tandwielen.”
Bjork van der Donk is binnen URE techni-
cal manager powertrain & suspension.
“De tandwielen zijn van gehard staal.
Deze kleine tandwielen zijn nog net con-
ventioneel te maken, maar dan moet je
bijna met de hand gaan naslijpen en dat
wordt kostbaar. We hebben er daarom
voor het eerst voor gekozen om ze via
draadvonken te maken. Je kunt ze dan alle
mogelijke vormen geven en je kunt ze
vóór het vonken al harden. Met vonken
kunnen we ook een bepaalde oppervlak-
teruwheid bereiken, namelijk 3 µ. Dat is
belangrijk voor de smering. We hebben
ook nog superfinish toegepast (12 uur
langzaam trommelen met porceleinsteen- 4

De door URE zelf ontwikkelde wielnaaf met de geïntegreerde pla-

netaire overbrenging (foto: Paul Quaedvlieg).

De drie leden van

het University Ra-

cing Eindhoven met

wie Aandrijftech-

niek een gesprek

had. Van links

naar rechts Oscar

Scholle, Torben

Beernaert en Bjork

van der Donk (foto:

Paul Quaedvlieg).

08-09-10_ureschaeffler.indd 9 16-08-17 10:21