USM: Auswahl der richtigen Verbindungselemente für den Bau eines elektrischen Rennwagens

Wie finden Motorsportingenieure die besten Verbindungselemente, die für den Bau ihrer Rennwagen benötigt werden?

Diese Frage stellte Accu den jungen Ingenieurstudenten, die am iMeche Formula Student-Wettbewerb teilnahmen.

Das Team der University of Strathclyde Motorsport (USM) reagierte angemessen und gab uns einen detaillierten Einblick in die „Kulissen“ der Entwicklung, Beschaffung und Integration der Präzisionsbefestigungen, die für die Montage ihres brandneuen Rennwagens erforderlich sind. Oft mussten innovative Lösungen für Probleme gefunden werden, mit denen sie konfrontiert sind, wenn sie zum ersten Mal ein vollelektrisches Fahrzeug bauen.

Verbindungen herstellen

Verbindungselemente spielen jedes Jahr eine entscheidende Rolle beim Bau jedes Formula Student-Teams. Sie verbinden die Hunderte von Einzelteilen, die alle zusammen einen funktionierenden Rennwagen bilden. Daher ist es für uns sehr wichtig, das richtige Verbindungselement für die Anwendung auszuwählen

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Bei USM verwenden wir seit vielen Jahren Verbindungselemente von Accu, nachdem wir von der Qualität, Vielfalt und dem gebotenen Wert beeindruckt waren.

Aus diesem Grund möchten wir im Laufe der Jahre einige verschiedene Einsatzmöglichkeiten von Accu-Verschlüssen vorstellen, die hoffentlich einen kleinen Einblick in den Denkprozess bei der Entwicklung und dem Bau eines elektrischen Formel-Student-Rennwagens geben werden.

In diesem Artikel werden wir fünf innovative Anwendungen besprechen, bei denen wir verschiedene Arten von Verbindungselementen an unserem Auto verwenden und wie wir die richtigen auswählen.

Schrauben, Muttern und Bolzen aus Nylon: Nicht elektrisch leitende Befestigungslösungen

Angesichts des branchenweiten Strebens nach nachhaltigen Lösungen für technische Herausforderungen — und im Automobilsektor vor allem nach nachhaltigen Antriebslösungen — haben wir bei USM vor Kurzem nach über 20 Jahren Betrieb eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor auf einen elektrischen Antriebsstrang umgestellt.

Eine der größten Herausforderungen besteht darin, das Gehäuse der elektrischen Batterie elektrisch und thermisch zu isolieren, um die Sicherheit unserer Fahrer und Techniker zu gewährleisten.

Daher benötigten wir eine Art von Verschluss, der nicht elektrisch leitend war, um ihn in unserem Batteriegehäuse verwenden zu können.

Accu bietet eine große Auswahl an Muttern und Schrauben aus Nylon, die perfekt zu dieser Anwendung passen. Diese Befestigungselemente spielen eine wichtige Rolle bei der Montage unserer nichtstrukturellen Teile im Batteriegehäuse

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Wir wählen eine Reihe von M3- und M4-Nylonmuttern und -schrauben, mit denen unsere Leiterplatten sicher an Ort und Stelle gehalten werden. Die Präzision und Qualität der speziellen Kunststoff-Verbindungselemente von Accu waren beeindruckend. Ihre Kunststoffteile haben dem Verschleiß durch kontinuierliches Justieren standgehalten, obwohl während des gesamten Testjahres Verbesserungen an unserem elektrischen Antriebsstrang vorgenommen wurden

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„Die elektrisch isolierenden Nylonverschlüsse von Accu sind für die Montage sicherheitskritischer Komponenten in unserer Hochspannungsbatterie unverzichtbar. Da sie isolierend sind, ermöglichen sie es uns, alles sicher zu sichern, ohne dass die Gefahr von Kurzschlüssen besteht, und schützen so den Fahrer und alle Beteiligten. “ - Taylor Phillips (Leiter des Bereichs Akkumulator

)

Imperial Fasteners: Befestigung der Zahnstange am Rennwagen

Da Sie in einem Land ansässig sind, das standardmäßig das metrische System verwendet, fragen Sie sich vielleicht, warum imperiale Verbindungselemente auf dieser Liste stehen.

Obwohl wir bei den meisten unserer Rennwagen am metrischen System festhalten, gibt es einen Bereich, in dem das bei unserem Team nicht der Fall ist — die Zahnstange.

Während unserer Designphase haben wir festgestellt, dass die Umstellung auf eine neue Zahnstange eine Vielzahl von Verpackungs- und Leistungsvorteilen mit sich brachte.

Es gab nur einen Haken: Das Rack ist für die Verwendung mit Imperial Fasteners konzipiert.

Dadurch wurde die Befestigung der Zahnstange mit unseren Boxen mit metrischen Befestigungselementen etwas komplizierter... Zum Glück hat Accu eine Reihe von imperialen Verbindungselementen auf Lager, für die wir über ihre Website sehr einfach die richtige Größe, Länge und Festigkeit auswählen konnten — selbst mit den imperialen Einheiten, an die wir nicht allzu gewöhnt sind!

„Die Möglichkeit, unsere Lieferwege zu weniger Lieferanten zu rationalisieren, hat dem Team enorme Vorteile gebracht, da weniger Zeit für die Nachverfolgung von Paketen aufgewendet wird. Dadurch werden Arbeitskräfte freigesetzt, sodass wir die Herstellung von USM23 vorantreiben können. Aufgrund des Bedarfs an imperialen Verbindungselementen für OEM-Teile ist es perfekt, dass Accu mit seiner breiten Palette an Verbindungselementen all unsere Anforderungen erfüllen kann. „- Cameron Douglas (Head of

Suspension)

Innensechskantschrauben: Von der Montage am Antriebsstrang bis hin zu Steckbaugruppen

Vielleicht nicht so „innovativ“ in ihrem Anwendungsfall im gesamten Fahrzeug, aber Innensechskantschrauben sind nicht nur ein integraler Bestandteil unseres Fahrzeugbaus, sondern der Fahrzeugkonstruktion jedes Formula Student-Teams.

Sie finden diese Art von Befestigungselementen überall, von unserer Antriebsstrangbefestigung über das Armaturenbrett bis hin zu Bodenverkleidungen und Aerodynamikgeräten, da sie schnell und einfach mit einem Standardsteckschlüsselsatz montiert werden können.

Diese kommen nicht nur im fertigen Fahrzeug zum Einsatz, sie kommen auch häufig in unseren Jigging-Baugruppen zum Einsatz, um das Chassis und die mechanischen Systeme sicher in Position zu halten, während sie geschweißt oder montiert werden.

Der Zugriff auf eine Reihe von Größen und Mengen, um den genauen Anforderungen jeder Anwendung gerecht zu werden, war während unserer gesamten Fahrzeugbauphase von großem Vorteil.

Sicherungsmuttern: Vermeidung ungewollter Lockerung durch Vibrationen

Obwohl unser Auto nicht mehr den erschütternden Vibrationen eines Verbrennungsmotors ausgesetzt ist, gibt es immer noch starke Unebenheiten und Rutschen, denen unser Auto während des Betriebs ausgesetzt ist.

Im Laufe der Zeit führt dies dazu, dass sich unsere Muttern und Schrauben ungewollt lösen. Um dem entgegenzuwirken, verwenden wir eine Fülle von Nylon-Sicherungsmuttern.

Diese Komponenten funktionieren durch eine zusätzliche Nyloneinlage in der Mutter, wodurch ein unbeabsichtigtes Lösen durch diese Vibrationen verhindert wird.

Wir verwenden Nylon-Sicherungsmuttern in verschiedenen Größen am Fahrzeug von M3, um unsere Stoßdämpferpotentiometer an Ort und Stelle zu halten, bis M8, um unsere elektrische Batterie sicher am Chassis zu befestigen.

Für spezielle Hochtemperaturanwendungen verwenden wir auch luftdichte Sicherungsmuttern. Diese bestehen ausschließlich aus Edelstahl und verriegeln sich, indem sie sich beim Anziehen leicht verformen, was die Reibung zwischen Mutter und Schraube erhöht

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Aufgrund der komplett aus Edelstahl bestehenden Konstruktion der Aerotight Nuts sind diese Komponenten eine hervorragende Variante von Kontermuttern für den Einsatz an Orten mit hohen Temperaturen am Fahrzeug, wie z. B. bei unseren Radbaugruppen.

Hier werden die Aerotight Nuts verwendet, um unsere Bremsscheiben mit den Rotorträgern zu verbinden. Bei Dauerbetrieb auf der Strecke können diese Temperaturen von bis zu 350 Grad Celsius erreichen!

Wir sind uns sicher, dass Sicherungsmuttern ein Muss für jedes Formula Student Team sind. Deshalb ist es eine große Hilfe, dass Accu uns mit Hunderten von Muttern für unser Auto unterstützt!

Hochfester Stahl: Kritische Verbindungselemente für kritische Bereiche des Autos

Der Formula Student-Wettbewerb bietet eine Vielzahl von Herausforderungen und Designkriterien, die alle in einem über 100-seitigen Regelwerk zusammengefasst sind, das jedes Team einhalten muss, um an den Wettbewerben teilnehmen zu können!

Eine der wichtigsten Regeln unserer Partnerschaft mit Accu ist die Verwendung von „kritischen Verbindungselementen“ in unserem Rennwagen.

Ein wichtiges Verbindungselement in der Formula Student ist eines, das in allen — Sie haben es erraten — kritischen Bereichen des Autos verwendet wird, wie zum Beispiel in den Federungs- und Lenksystemen, der Hauptstruktur des Fahrwerks und bestimmten Antriebsstrangbefestigungen.

Diese Verbindungselemente müssen bestimmten Normen und Durchmessern entsprechen und aus bestimmten Materialqualitäten hergestellt werden.

„Die hochwertigen, hochfesten Stahlbefestigungen, die Accu bietet, sind für die sichere Montage unseres Zugsystems und unseres Antriebsstrangs von entscheidender Bedeutung, da diese Komponenten hohe Lasten tragen und für die Leistung des Fahrzeugs von entscheidender Bedeutung sind.“ - Jamie Kerr (Head of Mechanical Integration)

Obwohl der in den meisten Bolzen und Schrauben von Accu verwendete Edelstahl in fast allen Anwendungsfällen hervorragend ist, benötigen wir für diese kritischen Anwendungen Verbindungselemente aus hochfestem Stahl.

Diese Verbindungselemente können sehr hohen Belastungen standhalten und haben sich in allen rauen Umgebungen und hohen Belastungen, denen die kritischen Teile des Fahrzeugs ausgesetzt sind, als sehr langlebig erwiesen. Am wichtigsten ist, dass diese Verschlüsse dafür sorgen, dass unser Auto legal, sicher und rennbereit ist!

Aktuelle Fortschrittsaktualisierung

Hoffentlich hat dieser Artikel die entscheidende Bedeutung von Verbindungselementen in einem Formula Student-Rennwagen hervorgehoben und einige interessante und neuartige Merkmale und Herausforderungen unseres Designs ans Licht gebracht, die die breite Auswahl an Komponenten erfordern, die Accu bietet.

Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels ist unser neuester elektrischer Formel-Student-Rennwagen — USM23 — fast fertig.

Die letzten Abstimmungsarbeiten an unserem Aerodynamikpaket und die Abstimmung unseres elektrischen Antriebsstrangs sind derzeit im Gange, um unsere Auftaktveranstaltung am Freitag, den 30. Juni 2023 vorzubereiten.

Danach haben wir zwei sehr spannende und hart umkämpfte Wettbewerbe, an denen wir in diesem Sommer teilnehmen werden: Formula Student UK und Formula Student Germany.

Das Team ist heiß und bereit für den Wettkampf und wir können es kaum erwarten, unser Auto zusammen mit Accu als einem wichtigen Partner auf die Strecke zu bringen!

Erfahren Sie mehr über USM

Willst du mehr über das Team erfahren? Schauen Sie sich ihre Website hier an:
https://www.usmformulastudent.co.uk/

Ein großes Dankeschön an das Team von University of Strathclyde Motorsport für die faszinierenden Einblicke, wie sie unsere Komponenten verwendet haben, um ihren elektrischen Rennwagen USM23 zu bauen.

Wir wünschen dem Team viel Glück bei den beiden Formula Student-Events, an denen es in den kommenden Monaten teilnehmen wird.