Formula Student trifft Schweizer Präzisionsfertigung: Warum Humbel Planetengetriebe für die nächste Ingenieursgeneration entwickelt und fertigt 

Wenn Studierende innerhalb eines Jahres ein komplettes Rennfahrzeug entwickeln, bauen und an den Start bringen, geht es um mehr als nur Technik. 

Es geht um Passion, Ehrgeiz – und Entscheidungen unter realem Druck. 

Genau deshalb engagiert sich Humbel in der Formula Student. 

Viele der Ingenieurinnen und Ingenieure bei Humbel haben genau diesen Weg selbst durchlaufen. Heute fertigen wir einen präzisionsgefertigten Planetengetriebesatz für Formula-Student-Elektrofahrzeuge – ausgelegt für den Einsatz im Wettbewerb und weltweit für Teams verfügbar. 

Kurzfassung

• Die Formula Student – auch als Formula SAE bekannt – ist der weltweit grösste Konstruktionswettbewerb für Studierende. Jährlich entwickeln über 500 Teams Rennfahrzeuge unter realen technischen und organisatorischen Randbedingungen – zunehmend mit komplexen elektrischen Antriebssträngen.

• Besonders die Entwicklung kompakter, hochbelastbarer Getriebe stellt viele Teams vor grundlegende Herausforderungen in Auslegung, Werkstoffwahl und Fertigung. Gleichzeitig fehlt oft der Zugang zu Fertigungspartnern für kleine Stückzahlen in Motorsportqualität.

• Humbel entwickelt und fertigt einen Planetengetriebesatz speziell für Formula-Student-Elektrofahrzeuge. Der Getriebesatz ist als einbaufertige Lösung konzipiert und weltweit für Teams verfügbar.

• Grundlage dafür ist die Kombination aus langjähriger Erfahrung in der Präzisionsfertigung für Motorsport und Luftfahrt sowie einem Engineering-Team, das selbst aus der Formula Student kommt.

Was ist die Formula Student? Der internationale Konstruktions-Wettbewerb.

Die Formula Student (FS) – in Nordamerika als Formula SAE bekannt – ist ein internationaler Ingenieurwettbewerb, bei dem Studierendenteams von Universitäten weltweit einen Open-Wheel-Formelrennwagen konzipieren, konstruieren, fertigen und fahren. Ursprünglich 1979 von der Society of Automotive Engineers (SAE) ins Leben gerufen, umfasst der Wettbewerb heute Veranstaltungen auf Rennstrecken weltweit – die Formula Student Germany am Hockenheimring gilt als eine der renommiertesten. 

Der Wettbewerb geht bewusst weit über reine Fahrzeugperformance hinaus. Teams werden nicht nur anhand von Rundenzeiten bewertet, sondern auch in statischen Disziplinen wie Engineering Design, Kostenanalyse und Business-Case-Präsentation. In den dynamischen Events – Beschleunigung, Skidpad, Autocross und Endurance – zeigt sich zusätzlich, ob ein Fahrzeug unter realen Bedingungen funktioniert. 

Gerade diese Kombination macht den Reiz der Formula Student aus. 

Studierende übernehmen Verantwortung für ein komplettes Fahrzeug: von der ersten Konzeptentscheidung bis zum Einsatz auf der Strecke. Konstruktion, Beschaffung, Fertigung, Testing und Betrieb laufen parallel – innerhalb eines Jahres, mit begrenztem Budget und unter hohem Zeitdruck. 

Was nach außen wie ein Studentenprojekt wirkt, ist intern oft ein hochintensiver Entwicklungsprozess. Viele Entscheidungen entstehen nicht im Lehrbuch, sondern unter realen Randbedingungen – und müssen trotzdem funktionieren. Die zunehmende Verlagerung hin zu elektrischen Antriebssträngen hat die technische Komplexität in den letzten Jahren weiter erhöht. Besonders kompakte, radnahe Antriebskonzepte stellen hohe Anforderungen an Bauraum, Gewicht und Zuverlässigkeit der eingesetzten Komponenten. 

Genau an dieser Stelle wird die Herausforderung sehr spezifisch – und für viele Teams zum limitierenden Faktor. 

Die zentrale Herausforderung: Die Lücke zwischen Getriebeauslegung und Präzisionsfertigung

Die Konstruktion eines Planetenradsatzes für ein Formula-Student-Elektrofahrzeug ist keine Übungsaufgabe aus der Grundausbildung im Maschinenbau. 

Sie erfordert ein Verständnis für das Zusammenspiel von Geometrie, Lasten, Werkstofftechnik und Fertigungsprozessen – unter Randbedingungen, die im Wettbewerb sehr eng gesetzt sind. 

Viele Teams gehen diesen Weg bewusst selbst. Es entstehen durchdachte Konzepte, detaillierte CAD-Modelle und Lösungen. Gleichzeitig zeigt sich in der Praxis oft ein zweiter Aspekt: Was konstruktiv sinnvoll erscheint, ist nicht automatisch fertigungsgerecht – zumindest nicht unter den gegebenen Randbedingungen von Zeit, Budget und Stückzahl. 

Über die letzten Jahre hinweg wurden wir bei Humbel immer wieder von Teams kontaktiert, die genau an diesem Punkt stehen. Die Konzepte sind da, die Motivation ist hoch – aber bei der Umsetzung entstehen neue Fragen: 

Wie lassen sich die Bauteile in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich fertigen? Welche Toleranzen sind realistisch? Welche Prozessschritte sind notwendig, um die geforderte Lebensdauer zu erreichen? 

Besonders deutlich wird das beim Fertigungszugang. 

Ein vollständiger Planetengetriebesatz besteht aus mehreren hochpräzisen Komponenten – Sonnenrad, Hohlrad, gestufte Planetenräder, Bolzen und Nebenbauteile – die typischerweise gehärtet und geschliffen werden müssen. Für die meisten Lohnfertiger sind die benötigten Stückzahlen von wenigen Sätzen wirtschaftlich nicht darstellbar. Gleichzeitig sind Standardlieferzeiten oft nicht mit dem engen Zeitplan eines Formula-Student-Projekts vereinbar. 

Für die Teams bedeutet das: 

Ein auf dem Papier funktionierendes Konzept ist vorhanden, wird aber in der Umsetzung ausgebremst. Entwicklungszeit verschiebt sich in Beschaffung und Abstimmung – oder es müssen Kompromisse eingegangen werden, die sich später in Gewicht, Effizienz oder Zuverlässigkeit bemerkbar machen. 

Humbels Lösung: Ein einbaufertiger Planetengetriebesatz für Formula-Student-Elektrofahrzeuge

Humbel fertigt seit Jahrzehnten Präzisionsgetriebe für Anwendungen, bei denen Bauraum, Gewicht und Zuverlässigkeit gleichzeitig optimiert werden müssen – im Motorsport ebenso wie im Aerospace-Bereich. 

Die Anforderungen sind vergleichbar: hohe Leistungsdichte, geringe Toleranzen und keine Ausfälle im Betrieb. 

Vor diesem Hintergrund entstand die Entscheidung, einen eigenen Planetengetriebesatz für die Formula Student zu entwickeln. 

Nicht als universelle Standardlösung, sondern als gezielte Antwort auf eine wiederkehrende Fragestellung: 

Wie lässt sich ein kompakter, belastbarer Getriebesatz unter realistischen Randbedingungen zuverlässig umsetzen – und für Teams verfügbar machen? 

Die Entwicklung basiert auf konkreten Rückmeldungen aus der Formula-Student-Community sowie auf interner Erfahrung aus Konstruktion und Fertigung. Ziel war es, eine Lösung zu schaffen, die technisch belastbar ist und gleichzeitig den Integrationsaufwand für die Teams reduziert. 

Das Ergebnis ist ein Planetengetriebesatz, der speziell für elektrische Formula-Student-Fahrzeuge ausgelegt ist und als einbaufertiges System geliefert wird. 

Technische Spezifikationen: Formula-Student-Planetengetriebesatz

Der Humbel Planetengetriebesatz wurde für den Einsatz in elektrischen Formula-Student-Fahrzeugen mit 10-Zoll-Fahrwerk ausgelegt. Der Fokus liegt auf kompakter Bauweise, geringem Gewicht und reproduzierbarer Belastbarkeit unter Wettbewerbsbedingungen. 

Kerndaten: 

Der Getriebesatz wird als vollständiges, einbaufertiges System geliefert. Enthalten sind gestufte Planetenräder, Sonnen- und Hohlräder, Planetenbolzen sowie die notwendigen Nebenbauteile. 

CAD-Daten, technische Zeichnungen und Lagerempfehlungen sind Teil des Lieferumfangs und unterstützen die Integration in die Radbaugruppe. Besonderes Augenmerk wurde auf die Schnittstellen gelegt: angrenzende Strukturbauteile wie Radträger oder Motorbeflanschungen sind bewusst so ausgelegt, dass sie mit üblichen Fertigungsverfahren umgesetzt werden können. 

Die Verzahnungen werden aus hochreinen Stählen gefertigt, wie sie auch in der Luftfahrt eingesetzt werden. Die Zahnflanken sind gehärtet und geschliffen und weisen gezielte Modifikationen zur Verbesserung des Tragbilds und des Laufverhaltens auf. Diese Auslegung berücksichtigt die typischen Lastwechsel und Betriebsbedingungen im Formula-Student-Einsatz und stellt eine reproduzierbare Funktion über die gesamte Einsatzdauer sicher. 

Sonnenradwellen-Varianten: Außen- und Innenverzahnung für AMK, DTI und Fischer Motoren

Die Schnittstelle zwischen Elektromotor und Getriebe ist im Formula-Student-Umfeld nicht einheitlich definiert. Unterschiedliche Motoren verwenden verschiedene Wellengeometrien und Verzahnungsprofile. 

Um hier eine direkte Integration zu ermöglichen, wird der Humbel Planetengetriebesatz in zwei Varianten angeboten: mit Innenverzahnung und mit Außenverzahnung an der Sonnenradwelle. 

Teams können die passende Variante entsprechend ihrer Motorwahl auswählen und das Getriebe ohne zusätzliche Adapterlösungen anbinden. Dadurch entfallen zusätzliche Bauteile, die Bauraum, Gewicht und potenzielle Fehlerquellen erhöhen würden. 

Warum sich Humbel in der Formula Student engagiert

Ein wesentlicher Teil des Engineering-Teams bei Humbel kommt aus der Formula Student. 

Viele der heutigen Ingenieurinnen und Ingenieure haben selbst Fahrzeuge entwickelt, unter Zeitdruck Entscheidungen getroffen und die typischen Herausforderungen eines FS-Projekts durchlaufen. 

Diese Erfahrung prägt die Arbeitsweise im Unternehmen bis heute. 

Technische Fragestellungen werden nicht isoliert betrachtet, sondern immer im Kontext von Fertigung, Integration und realem Einsatz. Entscheidungen werden früh hinterfragt – nicht erst dann, wenn ein Bauteil bereits gefertigt ist. Und der Fokus liegt darauf, Lösungen zu entwickeln, die unter den gegebenen Randbedingungen tatsächlich funktionieren. 

Genau dieses Verständnis fliesst auch in die Entwicklung des Formula-Student-Getriebes ein. 

Wenn ein Team mit einer konkreten Fragestellung zu uns kommt – sei es zur Auslegung, zur Integration oder zu Fertigungsdetails – entsteht der Austausch auf Augenhöhe. Nicht aus einer reinen Lieferantenperspektive, sondern aus eigener Erfahrung im gleichen Umfeld. 

Das Engagement in der Formula Student ist für Humbel daher kein isoliertes Projekt, sondern Teil eines grösseren Zusammenhangs. Die Ausbildung und Entwicklung junger Ingenieurinnen und Ingenieure passiert nicht nur in Vorlesungen, sondern in genau solchen Projekten. 

Viele derjenigen, die heute an FS-Fahrzeugen arbeiten, werden später in der Entwicklung von Antriebssystemen im Motorsport, in der Automobilindustrie oder im Aerospace-Bereich tätig sein. Die Art, wie sie technische Entscheidungen treffen, prägt die Qualität dieser Systeme langfristig mit. 

Für Humbel ist die Formula Student damit auch eine Investition in die Zukunft des eigenen Fachgebiets – und in die Menschen, die es weiterentwickeln. 

Kontinuierliche Weiterentwicklung in Zusammenarbeit mit Elektromotoren-Herstellern

Die aktuelle Auslegung des Planetengetriebesatzes ist nicht als statisch zu verstehen. Humbel steht in engem Austausch mit den Herstellern der Elektromotoren, um das System kontinuierlich weiterzuentwickeln. 

Im Fokus stehen dabei insbesondere Übersetzungsverhältnis, Schnittstellengeometrien und die Abstimmung auf reale Lastkollektive. Rückmeldungen aus dem Einsatz sowie Erfahrungen aus vergangenen Saisons fliessen direkt in die Weiterentwicklung ein. 

Dieser iterative Ansatz entspricht der Arbeitsweise im Motorsport: Lösungen werden unter realen Bedingungen eingesetzt, bewertet und gezielt weiter verbessert. Auch der Input von Formula-Student-Teams selbst ist dabei ein wichtiger Bestandteil, um das System praxisnah weiterzuentwickeln. 

Was das für Formula-Student-Teams in der Praxis bedeutet

Die Entscheidung, einen Getriebesatz nicht selbst zu entwickeln, sondern auf eine bestehende Lösung zurückzugreifen, ist keine Abkürzung, sondern eine bewusste Verlagerung von Entwicklungsaufwand. 

Statt Zeit in die Auslegung, Iteration und Beschaffung eines eigenen Getriebes zu investieren, können Teams ihre Ressourcen gezielt in andere Bereiche einsetzen – etwa Fahrdynamik, Aerodynamik oder Regelung. 

Der Getriebesatz bietet dabei eine definierte Ausgangsbasis: bekannte Schnittstellen, nachvollziehbare Leistungsdaten und ein System, das unter Wettbewerbsbedingungen ausgelegt ist. Das reduziert Unsicherheiten im Integrationsprozess und minimiert Beschaffungsrisiken. 

Gleichzeitig bleibt die Entscheidung bewusst offen. Teams, die eigene Getriebekonzepte entwickeln möchten, können dies weiterhin tun. Humbel steht in diesem Fall auch für technischen Austausch zur Verfügung – beispielsweise bei Fragen zur Fertigung, Werkstoffwahl oder Auslegung. 

Kontakt und weitere Informationen

Teams, die sich mit der Integration eines elektrischen Antriebsstrangs beschäftigen oder Fragen zum Planetengetriebesatz haben, können sich direkt an uns wenden. 

Der Austausch steht dabei im Vordergrund – unabhängig davon, ob es um die konkrete Umsetzung mit dem Humbel Getriebesatz oder um allgemeine technische Fragestellungen geht. Erfahrungsgemäss entstehen viele Fragestellungen erst im Detail der Integration, und genau hier kann ein früher Austausch helfen, unnötige Iterationen zu vermeiden. 

Interessierte Teams können sich jederzeit melden. Anfragen werden zeitnah beantwortet, und technische Fragestellungen können in der Regel direkt mit dem Engineering-Team geklärt werden. 

Weitere Informationen sowie technische Daten und CAD-Modelle stehen online zur Verfügung: 🔗 humbel-gears.com/en/products/planetary-gearbox 

📧 Kontakt: fs-gearbox@humbel-gears.com