Lichtgewicht en duurzaam: kunststoflagers in racemotoren

Motorsport op twee wielen wordt gekenmerkt door een hele reeks verschillende voertuigklassen - tot en met eencilindermachines. Het beperkte motorvermogen van deze motoren is geen nadeel als ook het gewicht - d.w.z. de massa die moet worden versneld - sterk wordt verminderd. alternatieven met kunststoflagers in plaats van metaal leveren hier een belangrijke bijdrage. En ze bieden nog meer voordelen in zware dagelijkse raceomstandigheden.
 
Bij Krämer Motorcycles (KMC) is er precies één product te koop: Rijplezier op twee wielen. Om precies te zijn: een supermono racemotor die zich kenmerkt door extreme rijeigenschappen en daardoor niet alleen titels heeft weten te veroveren in het eencilinder kampioenschap, maar zich ook goed staande weet te houden in de Supertwin races in het huidige seizoen. De machine, die wordt aangeboden onder de modelnaam HKR-EVO2, haalt topsnelheden tot 230 km/u. Tijdens de Tandragee 100 wegrace in Noord-Ierland behaalde Shaun Anderson een gemiddelde snelheid van 161,715 km/uur, waarmee hij de eerste en enige racer was die ooit de magische grens van 100 mijl/uur doorbrak op een motor met één cilinder.
 
Hoewel het bedrijf nog relatief jong is, is er al veel ontwikkelingswerk in de machine gaan zitten. Wat in 2009 begon als het privéproject van drie vrienden Christof Henco, Markus Krämer en Nico Rothe - wiens initialen (HKR) werden gebruikt in de typeaanduiding - om een eigen motorfiets te ontwikkelen puur voor motorsportdoeleinden, leidde in 2014 tot de oprichting van Krämer Motorcycles door Markus Krämer, die daarvoor als ontwikkelingsingenieur bij KTM had gewerkt. De keuze voor het centrale onderdeel was dan ook niet moeilijk: de eencilinder KTM 690 LC4-motor diende vanaf het begin als aandrijving. De rest van de motorfiets werd hieromheen ontworpen, deels met behulp van standaardonderdelen en deels met zelf ontwikkelde onderdelen.

In de motorsport telt elke gram. Metalen lagers verhogen het gewicht van het voertuig en beïnvloeden daardoor de algehele prestaties van het voertuig. De lagerpunten worden vaak zwaar belast door de zware raceomstandigheden en moeten daarom voldoende gesmeerd worden. Dit zorgt er weer voor dat vuil zich verzamelt op de lagerpunten, wat de onderdelen kan aantasten.

Krämer Motorcycles vertrouwt op iglidur® Q en J glijlagers en igubal® stangkoppen, omdat deze een smeer- en onderhoudsvrije oplossing bieden. Ze garanderen een constante functionaliteit omdat er zich geen vuil ophoopt op de lagerpunten. Omdat de glijlagers van kunststof zijn, wegen ze slechts een derde van de metalen lagers die voorheen werden gebruikt. Krämer Motorcycles gebruikt iglidur® lagers in het link-, rem- en schakelsysteem en in de voetsteunen. Bovendien worden er twee igubal® stangkoppen gebruikt in de voetremhendel. Een ander voordeel van alle igus® componenten: Hun levensduur kan nauwkeurig worden berekend met behulp van een gratis online tool.

KMC neemt onderdeel na onderdeel en probeert eigen producten te ontwikkelen die voldoen aan de eigen eisen in plaats van standaardproducten. Gewichtsvermindering heeft hier de hoogste prioriteit - hoe minder, hoe beter. Aangezien het maximale vermogen van een eencilindermotor beperkt is, is de enige manier om een voordeel te behalen het verminderen van de massa.
 
Maar de eenvoud van het ontwerp is ook van belang, omdat het ook bepaalt hoe gemakkelijk - en dus hoe snel - een reparatie kan worden uitgevoerd. In de dagelijkse racerij kan dit bepalen of je erin slaagt om op tijd weer op de baan te zijn voor de volgende start. En er is ook een zekere mate van flexibiliteit vereist. Krämer noemt de wielophanging als voorbeeld: "Als je de gewichtsverdeling wilt veranderen, moet je een andere lengte gebruiken. Met dergelijke configuratieopties moet vanaf het begin rekening worden gehouden."
 
Een andere kwestie is de prijs. Krämer wil een klantenkring aanspreken onder het volledig professionele segment. Afhankelijk van de configuratie kosten de fietsen, die uitsluitend voor wedstrijden worden gebruikt, tussen de 15.000 en 25.000 euro. De fabrikant moet er dus ook voor zorgen dat er hoogwaardige onderdelen beschikbaar zijn voor een gunstige prijs.

De nieuwste ontwikkeling van de ontwikkelaars van KMC is een nieuw scharniersysteem voor de achterbrug, dat het achterwiel via een demper met het frame verbindt. De as van het vorige linksysteem bevat een binnenwerk dat bestaat uit negen metalen onderdelen die moeizaam in elkaar gezet en gesmeerd moesten worden. Het nieuwe ontwerp, dat na een jaar van ontwikkeling nu in toekomstige machines zal worden geïnstalleerd, vereist slechts twee smeervrije kunststof lagers, die worden ingeperst en vervolgens onderhoudsvrij werken. Bovendien is het gewicht met ongeveer een derde verminderd: van 535 naar 355 gram. En last but not least is de prijs van de componenten - inclusief de iglidur® Q lagers met flens - aanzienlijk lager dan die van het vorige ontwerp.
 
Deze toepassing is voorbestemd voor het gebruik van lagers van igus®, omdat er grote krachten optreden, maar slechts kleine draaihoeken tot 10°. Hier loont het feit dat kunststof geen smering nodig heeft. Met een vergelijkbaar eenvoudig metalen ontwerp zou je ervoor moeten zorgen dat een volledige rotatie wordt bereikt, omdat er anders geen volledige oppervlaktesmering zou zijn. Het gebruik van igus® producten komt ook overeen met het principe van eenvoud: "Soms hoef je alleen maar een kunststof bus in te persen waar in een metalen versie meerdere onderdelen zouden moeten worden samengevoegd," legt de KMC baas uit.

Markus Krämer had zijn eerste contact met igus® al bij zijn vorige werkgever KTM. Daar werden de producten gebruikt in een paar nichesectoren, in de versnellingspook en de stuurinrichting. De uiteindelijke beslissing voor het gebruik van de kunststof onderdelen werd genomen op voorstel van de ontwerper, die al intensief had gewerkt met igus® in de fietsenbouw. Het werd al snel duidelijk dat de geplande toepassingen konden worden gedekt door het igus® standaardassortiment. Dit maakte de zoektocht naar een alternatieve leverancier overbodig.
 
Het was gemakkelijk om kunststof lagers te gaan gebruiken, omdat het bedrijf niet afhankelijk was van op maat gemaakte producten. Krämer meldt echter dat de ontwikkeling van het schakelsysteem dat nu is voltooid tijdrovend was, omdat er een hele reeks tests moest worden uitgevoerd. De KMC baas legt uit: "De standaard tolerantiespecificaties van igus® waren niet geschikt voor onze toepassing. Een marge van een tiende millimeter vermenigvuldigt zich hier, en dan voel je plotseling een beweging van één tot twee millimeter op het achterwiel - onacceptabel voor een racemachine." In de zoektocht naar de juiste toleranties tussen het gat en de as moesten tests worden uitgevoerd om de juiste combinatie te vinden. De samenwerking met igus® was erg goed.

Natuurlijk kan het gewicht van de machine nog verder worden teruggebracht, bijvoorbeeld door onderdelen van koolstofvezel te gebruiken. KMC ziet echter af van dergelijke extremen bij de productie van kleine series: "Dat zou de machines bijna twee keer zo duur maken," legt Krämer uit. Andere raceteams hoeven hier geen rekening mee te houden bij het samenstellen van prototypes. KMC is echter niet alleen bezig met racen zelf, maar ook met het verkopen van machines. En daarvoor moet een aantrekkelijke prijs worden bereikt. Zelfs zonder deze ontwerptrucs ziet hij zichzelf ver vooruit in zijn klasse wat betreft gewicht: "Zeker in de top 3". Krämer concentreert zich liever op kleinere verbeteringen die toch merkbaar zijn. En een deel van deze verbeteringen, naast het zelf geconstrueerde stalen frame en een krachtig remsysteem op basis van aluminium, zijn de onderdelen van igus®.
 
Het effect van deze combinatie van een laag gewicht en extreme remkracht verrast en verrukt rijders in gelijke mate. Terwijl andere machines met 80 pk worden beschouwd als machines met een zwakke borst, slaat de HKR-EVO2, die slechts 125 kg weegt, met deze aandrijving een goed figuur, zelfs in een veld van aanzienlijk krachtigere maar zwaardere motorfietsen. Sterke remvertraging en nauwkeurig volgen ondanks hoge bochtensnelheden met extreme hellingshoeken geven de racemachine een voorsprong, vooral op circuits met krappe bochtenstralen. Het resultaat is te zien in Töging: talloze trofeeën voor winnaars sieren de planken in de productiehal.