Titelaufnahme

Titel
Konstruktion und Entwicklung eines Lenkrades für ein Formula Student Fahrzeug
Weitere Titel
construction and development of a steering wheel for a formula student car
AutorInnenFeiler, Sebastian
GutachterUnterweger, Udo
Erschienen2016
Datum der AbgabeFebruar 2016
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Automobil / Lenkrad / Fahrzeug / Formellenkrad / Formula Student / Racing-Team / Schaltwippen / Snap-Off
Schlagwörter (EN)vehicle / steering wheel / car / formula student / racing-team / shift paddles / snap-off
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines Rennlenkrades für das FH eigene Racing Team namens OS.Car (Old School Car).

Ausgehend von den Auflagen für die Teilnahme an den jährlich stattfindenden Rennevents der Universitäten und Fachhochschulen, leistet die Bachelorarbeit einen technisch-innovativen Beitrag zur weiteren Entwicklung der Fahrzeuge.

Das Lenkrad bildet in der heutigen Zeit die wichtigste Schnittstelle zwischen Fahrer und Fahrzeug. Neben der Lenkfunktion, umfasst es viele weitere Features wie visuelle Anzeigen und Schalter, bzw. Tastern zum Verstellen diverser Funktionen am Auto.

Das Lenkrad wurde in einem 3D-Zeichenprogramm entwickelt, allerdings nicht gebaut.

Im Rahmen der Konstruktion und Entwicklung wurde auch eine Bauanleitung erstellt, in welcher moderne Rapid Prototyping Fertigungsverfahren, wie zum Beispiel das Laserschneid- oder Lasersinterverfahren zur Anwendung kommen. Weiters wurde auf schwere Werkstoffe verzichtet und stattdessen Leichtmetalle bzw. Kunststoff verwendet.

Diese Überlegungen sollen einer möglichen praktischen Umsetzung dienen.

Das Lenkrad besteht aus einem Lenkradkopf, den Schaltwippen und einem Schnellverschluss.

Hauptaugenmerkt der Konstruktion besteht darin, ein Lenkrad zu entwickeln, welches alle wichtigen Informationen für den Fahrer anzeigt, ihn aber gleichzeitig nicht vom wesentlichen, dem Fahren, ablenkt. Aus diesem Grund wurden die Anzeigen minimal gehalten. Ein weiteres Ziel der Arbeit besteht in der Geringhaltung der Produktionskosten, weshalb bereits während der Planungsphase darauf geachtet wird, dass ein Großteil der Bauteile in der FH gefertigt werden kann.

Innovativen Kern des Konstruktionsprojektes stellt die Entwicklung eines Schnellverschlusses (Snap-Off) dar. Dieser dient der Abnahme des Lenkrades von der Lenkstange und ermöglicht dadurch ein besseres Ein- bzw. Aussteigen aus dem Cockpit. Herkömmliche Verschlüsse arbeiten mit Kugeln und Federn, welche die Drehbewegungen übertragen. Der neu entwickelte Schnellverschluss funktioniert über zwei Greifarme, die in die Lenkstange eingreifen und mittels Magneten zusammengehalten werden.

Die Bachelorarbeit folgt auf theoretischer Ebene der Entwicklung von Rennlenkrädern. Als Basis für das Projekt werden in weiterer Folge die wichtigsten Verbindungen herausgearbeitet, um anhand von beispielhaften Berechnungen einen Einblick in die gängigen Konstruktionsverbindungen zu gewähren.

Das im Rahmen der Bachelorarbeit entwickelte und konstruierte Lenkrad ist als Prototyp zu werten. Aufgrund der Tatsache, dass es nicht gebaut wurde, konnten keine praktischen Tests durchgeführt werden.

Zusammenfassung (Englisch)

This thesis deals with the development and construction of a racing-steering-wheel for the FH-Formula-Student-Team OS.Car (Old School Car).

Based on the requirements for the participation in the annual racing events of the universities and colleges, the thesis makes a technically-innovative contribution to the further development of the vehicles.

Nowadays, the steering wheel is the most importent interface between driver and vehicle. In addition to the steering-function, it includes many other features like visual displays and switchers or buttons to adjust various functions of a car.

The steering wheel has been developed in a 3D-drawing-program, but not built.

As part of the design and development a construction manual was created, in which modern rapid prototyping manufacturing processes, such as the laser cutting or laser sintering methods are used.

Furthermore, it was dispensed with heavy materials and instead of that light metals or plastic has been used.

These considerations should serve a possible practical implementation.

The steering wheel consits of a steering-wheel-head, the shift paddles and a quick release (snap-off).

The main focus of the design is to develop a steering wheel, which displays all the importent information for the driver, but at the same time the driver will not be distract. For this reason the signals have been kept on a minimum. Another aim of this work is to keep the production costs low, which is already taken during the planing phase that the corpus of components can be manufactured in the FH.

The innovative core of the construction project is the development of a quick release. This serves to decrease the steering wheel form the handlebar. This enables a better entering or exiting from the cockpit. Conventional snap-offs work with beads and feathers, which transmit the rotary motion. The newly developed quick release works on two gripper arms, which engage in the handlebar and are held togehter with magnets.

The bachelor thesis follows on a theoretical level the development of racing steering wheels. As a basis for the project, the most important compounds are worked out to provide an insight into the current structure connections.

The sterring wheel is to regarded as a prototype because of the fact that it was not built during the bachelor thesis. In this way no practical tests could be performed.

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