Formula Student: meer snelheid dankzij industriële gasveren

De Formula Student is een internationale designcompetitie waarin studententeams van over de hele wereld hun eigen formule-racewagen ontwikkelen, bouwen, presenteren en laten racen. Ook het ELBFLORACE-team van de TU Dresden in Duitsland doet al jarenlang mee. Het team werd in 2006 opgericht en telt elk jaar zo’n 80 studenten die aan een volledige elektrische raceauto bouwen, die is ontworpen voor de Europese circuits. Voor seizoen 2025/26 doen ze dat inmiddels voor de achttiende keer. In de wereldwijde ranglijsten eindigt het team al jarenlang bij de beste 10 procent. Deze successen zijn alleen mogelijk dankzij hulp van de universiteit en sponsoren uit de industrie, waaronder ook ACE Stoßdämpfer uit het Duitse Langenfeld.

Formule-racewagen gebouwd door studenten

De vorige racewagen, de EFR17ed05 – door de studenten ‘ZoE’ genoemd – weegt slechts 168 kg. In de zomer van 2025 accelereerde hij met vier watergekoelde wielnaafmotoren van elk 35 kW, zelfontwikkelde inverters en een cockpit van koolstofvezelversterkt kunststof (CFK) in minder dan 2,3 seconden van 0 naar 100 km/u. De bestuurder beschikt over een gas- en een rempedaal en wordt verder ondersteund door diverse eigen rijhulpsystemen, zoals slipcontrole en torque vectoring voor extra wendbaarheid in bochten.

In vergelijking met een conventionele personenauto zijn de pedalen bij deze formule-racewagen op een totaal andere manier bevestigd, hebben ze een afwijkende pedaalslag en moeten ze voldoen aan hogere eisen voor het juiste rijgevoel. Denk aan sterkere vibraties, snelle voertuigreacties en minimale fysieke belasting voor de bestuurder. Beide pedalen zijn gemonteerd op afzonderlijke sledes, zodat hun positie eenvoudig aangepast kan worden aan verschillende coureurs.

Het gaspedaal is gemaakt van CFK en is bevestigd op een 3D-geprinte slede van CFK die over CFK-buisrails verschuift. Het draaipunt van het pedaal ligt ter hoogte van de hak van de bestuurder en bestaat uit een magnetische bout. De rotatie – en dus de pedaalstand – wordt redundant gemeten door twee verschillende Hall-sensoren. Twee parallel gemonteerde industriële gasdrukveren stabiliseren de beweging en bieden een instelbare mechanische tegendruk voor het gewenste rijgevoel. De weerstand kan individueel op de wensen van de coureur worden aangepast. In deze ontwerpfase is ACE Stoßdämpfer GmbH al jarenlang een belangrijke partner. De dempingsspecialist sponsort ELBFLORACE met industriële gasveren van de typen GS-10-20-AD-100N en GS-12-20-AD-100N, en staat de studenten met technische raad en daad terzijde.

Compacte, lichte machine-elementen voor optimale inbouw

Door het Formula Student-reglement en de daarbij behorende veiligheidseisen hebben de studenten bij het ontwerp van het rempedaal beperkte vrijheid. Het pedaal, de slede en de rail zijn daarom gemaakt van aluminium EN-AW-7075; alleen de voetsteunen zijn van CFK. Bij het intrappen van het rempedaal wordt eerst een membraankrachtsensor geactiveerd, tot aan de kracht die door de gasdrukveer is vastgesteld. Op basis van dit signaal en de recuperatie van de vier elektromotoren wordt elektrisch geremd en energie teruggewonnen. Pas wanneer de losbreekkracht wordt overschreden en er daardoor een daadwerkelijke beweging van de gasdrukveer optreedt, wordt via de twee hoofdremcilinders de mechanische rem in gang gezet.

Juist de nauwkeurig gedefinieerde inschuifkracht bij een volledig uitgeschoven zuigerstang en de minimale slag tot aan dit punt maken gasveren ideaal voor de toepassing bij ELBFLORACE. Zo wordt gegarandeerd dat mechanisch remmen – en dus energieverlies – pas bij de gewenste pedaalkracht begint. Ook veel andere Formula-Student-teams gebruiken gasveren vanwege hun compacte bouw en lage gewicht, ideaal voor de krappe ruimte in een raceauto.

Dankzij de via een vulventiel instelbare gasdruk en de eenvoudige uitwisseling van complete veren is ELBFLORACE bovendien zeer flexibel in het finetunen van de pedalen. De gasveren van ACE zijn onderhoudsvrij en hebben een levensduur die zelfs bij intensief gebruik ruimschoots langer is dan een raceseizoen.

Hebben gasveren van lichtgewicht materialen de toekomst?

Het ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden laat zien hoe innovatieve techniek en doelgerichte ontwikkelprocessen binnen een studentenomgeving tot topprestaties kunnen leiden. Dankzij een sterk gemotiveerd team en de inzet van geavanceerde materialen en technologieën worden elk jaar voertuigen ontwikkeld die nieuwe standaarden zetten op het gebied van lichtgewichtconstructie, aandrijftechniek en regeltechniek. De combinatie van theorie en praktijk bereidt de studenten uitstekend voor op hun latere carrière en versterkt de technologische vooruitgang binnen de elektrische en autonome motorsport.
Om verdere gewichtsbesparing te realiseren, wil ELBFLORACE in de toekomst graag bijdragen aan de ontwikkeling van gasveren van nog lichtere materialen en deze in de raceauto integreren. De ondersteuning en nauwe samenwerking met industriële partners zoals ACE onderstrepen het belang van dit project voor onderwijs en technische innovatie aan hogescholen en universiteiten wereldwijd.

Breed inzetbaar en online berekenbaar: industriële gasveren van ACE

De toegepaste industriële gasdrukveren van de typen GS-10-20-AD-100N en GS-12-20-AD-100N leveren bij een slaglengte van 20 mm theoretisch elk tot 100 N aan uitschuifkracht. Door de uiteenlopende technische eisen worden ze door de jonge engineers naar behoefte via het gemakkelijk toegankelijke ventiel op de gewenste eindwaarde ingesteld. Zo sluiten ze optimaal aan op de pedaalconstructie en op de voorkeuren van de verschillende coureurs.

In de meeste toepassingen worden gasdruk- of gastrekveren ingezet om de benodigde handkracht bij het openen van kleppen en deksels te verlagen. De hoogwaardige oplossingen van ACE Stoßdämpfer GmbH – sinds 2016 onderdeel van de Stabilus Group – ondersteunen de menselijke spierkracht optimaal, met krachten variërend van 10 N tot 13.000 N en buitendiameters van 8 mm tot 70 mm. Naast reguliere industriële gasveren levert ACE ook rvs-uitvoeringen met ventiel, verkrijgbaar in diameters van 8 mm tot 40 mm, een slaglengte van 20 mm tot 700 mm en uitschuifkrachten van 10 N tot 5.000 N. Om goedkeuring voor toepassingen in de voedingsmiddelen- of milieutechniek te verkrijgen, zijn deze roestvaststalen varianten standaard gevuld met een speciale FDA-conform levensmiddelenolie.