Studierende der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft präsentieren selbst konstruierten Rennwagen

Der Wettbewerb, der in Deutschland vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) durchgeführt wird, möchte Nachwuchsingenieuren die Möglichkeit geben, unter realen Bedingungen Praxiserfahrung zum sammeln. Die Wettbewerbsaufgabe lautet daher, einen Rennwagen-Prototypen herzustellen, der für die Produktion in einer Kleinserie geeignet wäre. Sieger des Wettbewerbs wird also nicht der Schnellste, sondern das überzeugendste Fahrzeugkonzept, was ebenso Beschleunigungs- und Bremsleistung einschließt wie auch Design, Handling, Gewicht und kalkulierte Produktionskosten. Eine umfassende und vielschichtige Herausforderung für die studentischen Teams, denn das Fahrzeug muss damit zugleich schnell, wendig, zuverlässig, sicher, innovativ und kostengünstig sein.

Schon in den vorangegangenen Jahren waren Studierende der Hochschule mit eigenen Rennwagen bei der „Formula Student“ erfolgreich angetreten und zuletzt in Italien einen ausgezeichneten 8. Platz im Feld der 39 internationalen Teilnehmer im September 2009 belegt.

„Damit liegt die Messlatte für uns schon ziemlich hoch“, so Stefan Weißert, studentischer Leiter des Projekts, Student im 2. Semester des Masterstudiengangs Wirtschaftsingenieurwesen an der Hochschule Karlsruhe. „Das ist für uns aber nur ein zusätzlicher Ansporn und wir möchten mit dem F-104 diese Ergebnisse gerne noch ‚toppen’, eine Platzierung unter den Top 10 ist unser großes Ziel.“

Deswegen haben sich die Studierenden nicht darauf beschränkt, für den Wettbewerb das Fahrzeug des Vorjahrs nur zu verbessern, sondern sie konstruierten und bauten einen völlig neuen Rennwagen. Um dem großen Ziel näher zu kommen, galt es das gesamte Projekt zu planen und in vielen Einzelprojekten zu koordinieren. Die Studierenden aus Fahrzeugtechnologie, Maschinenbau und Mechatronik kümmerten sich um die technische Entwicklung, während die Wirtschaftsingenieure und Technischen Redakteure in spe die Wirtschaftlichkeitsberechnungen, Controlling und Marketingaktivitäten übernahmen.

Dabei gab es auch so manche ingenieurspezifische Herausforderung zu meistern, wollte das Team mit ihrem F-104 den Rennboliden ihrer Vorgänger doch deutlich übertreffen. Das Fahrzeug ähnelt zwar von außen einem Formel 3-Rennwagen, zum Wettbewerb sind aber nur Motoren mit maximal 610 ccm zugelassen. Trotzdem soll das Triebwerk die Charakterzüge eines Sportmotors aufweisen, also bei möglichst geringem Gewicht eine entsprechende Leistung entwickeln. Diesen Motor galt es dann in das Fahrzeug zu integrieren und mit Getriebe und Fahrwerk möglichst optimal abzustimmen. Zum Einsatz kommt hier ein sehr sportlicher 4-Zylinder-Motorradmotor mit einer Leistung von rund 80-90 PS.

In den Einzelprojekten konnten die Studierenden verschiedene technische Highlights realisieren. Das Luft-Ansaugsystem des Motors wurde zunächst über Computersimulationen optimiert und anschließend selbst konstruiert und durch die selbst entwickelte Trockensumpfschmierung der Schwerpunkt des Fahrzeugs noch niedriger als beim F-103. Fast um die Hälfte konnte das Gewicht der Antriebswellen reduziert werden, indem diese nicht mehr aus Stahl, sondern aus Carbon (Kohlefaser) produziert wurden. „Im Anschluss mussten wir jedoch umfangreiche Tests mit den neuen Antriebswellen auf dem Prüfstand machen“, bestätigt Reto Schmidlin aus dem 3. Semester des Bachelorstudiengangs Fahrzeugtechnologie, „denn insbesondere die Materialreaktion auf die hohe Belastung durch Torsionsbewegungen konnte nicht allein über die Computersimulationen geklärt werden.“ Völlig neu ist auch die Fahrzeugaufhängung mit Doppelquerlenkern aus Carbon und Achsschenkeln aus hochfestem Aluminium. „Dies sind Bestandteile unseres Fahrwerks, das vom Fahrer aus dem Cockpit jederzeit selbst eingestellt werden kann, auch während des Rennens“, so Stefan Weißert. Nicht zuletzt lässt sich beim F-104 während der Fahrt nun auch die Bremsbalance zwischen Vorder- und Hinterachse nachregulieren. Und auch in der Fahrzeugelektronik kann das studentische Team mit technischen „Leckerbissen“ aufwarten: Beispielsweise mit einem selbst programmierten Motorsteuergerät, das auf dem Prüfstand weiter optimiert wurde, sowie der umfangreiche Einsatz von Sensorik zur Analyse der Federwege oder zur ständigen Überwachung der Reifentemperatur. Und die Studierenden haben ein Lenkrad mit Carbon-Kranz konstruiert, in das Schaltung und Kupplung vollständig integriert werden konnten.

Das gesamte Fahrzeug wurde mit diesen technischen Verbesserungen gegenüber dem Vorgängermodell noch kompakter und wiegt auch 20 kg weniger als dieses. Von 0 auf 100 km/h beschleunigt der F-104 in weniger als vier Sekunden und erreicht in Abhängigkeit von der Übersetzung eine Spitzengeschwindigkeit von bis zu 200 km/h.

Nach der heutigen Vorstellung des Boliden warten die Studierenden nun auf den internationalen Vergleich mit anderen Teams Anfang August auf dem Hockenheimring. Aber schon jetzt herrscht trotz des Stresses der vergangenen Tage beste Stimmung: „Für uns ist es schon der erste kleine Sieg“, so Sabrina Amon aus dem 4. Semester des Bachelorstudiengangs Wirtschaftsingenieurwesen, „dass wir einen eigenen Rennwagen mit so vielen Neuerungen selbst gebaut haben und an internationalen Konstruktionswettbewerben teilnehmen. Wir konnten so Theorie und Kenntnisse aus dem Studium direkt in die Praxis umsetzen und jeder hatte Gelegenheit, seine Ideen und Fähigkeiten in das Projekt einzubringen.“

„Die Kombination aus hoher Qualität und ausgeprägtem Praxisbezug ist zentrales Element unseres Ausbildungskonzepts an der Hochschule“, betont Rektor Prof. Dr. Karl-Heinz Meisel, „und das heute vorgestellte Resultat – ein selbst konstruierter und gebauter Rennwagen – ist auch ein Beleg dafür, wie schnell unsere Studierenden das erworbene Wissen in die Praxis umsetzen können.“

(Quelle: Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft,02.06.2010)