ZF presenta il giunto in materiale composito a fibre EcoFlex per elettrotreni (EMU)

ZF amplia il proprio portafoglio di componenti per la trazione ferroviaria con EcoFlex, un giunto in composito fibroso sviluppato per elettrotreni (EMU) e materiale rotabile per metropolitane. Installato nella catena cinematica tra il motore di trazione elettrico e il riduttore calettato sull'asse, il gruppo combina trasmissione della coppia senza lubrificazione, smorzamento dinamico torsionale e isolamento elettrico intrinseco all'interno di un unico assieme integrato. Il componente risponde alle esigenze operative determinate dal crescente utilizzo delle flotte e dai servizi passeggeri ad alta intensità, con l'obiettivo di ridurre i costi di manutenzione lungo il ciclo di vita del veicolo e prevenire soste non programmate in officina.

Architettura elastomero-fibra e prestazioni nominali
Il nucleo meccanico del giunto è costituito da un disco flessibile in composito che racchiude pacchetti di fibre continue disposti circonferenzialmente e annegati in una matrice elastomerica. I fasci di fibre ad alta resistenza alla trazione trasmettono la coppia operativa assorbendo al contempo i disallineamenti dinamici angolari, assiali e radiali tra il motore di trazione e il riduttore. La formulazione elastomerica assicura protezione ambientale, smorza gli urti meccanici e soddisfa gli standard specifici del settore ferroviario relativi a comportamento al fuoco e tossicità dei fumi.

Le proprietà dielettriche intrinseche del disco elastomero-fibra forniscono una resistenza elettrica superiore a 1.000 MΩ. Questo isolamento ad alta impedenza impedisce alle correnti d'albero del motore di trazione di scaricarsi sul riduttore, eliminando gli strati di isolamento ausiliari o le modifiche di messa a terra richieste dai convenzionali giunti metallici. Nella sua variante produttiva iniziale, la configurazione EcoFlex trasmette coppie nominali fino a 2.100 Nm e opera a velocità del motore fino a 6.000 giri/min, mentre è in corso lo sviluppo di versioni con classi di coppia superiori.

Riduzione della manutenzione e smorzamento della trasmissione
A differenza dei convenzionali giunti a denti bombati lubrificati a grasso, il gruppo non metallico elimina la necessità di rabbocchi periodici di lubrificante, azzerando i rischi di degradazione del grasso e riducendo i cicli di manutenzione causati dall'usura. I protocolli di manutenzione operativa richiedono soltanto ispezioni visive periodiche, con la sostituzione completa del gruppo disco flessibile prevista a intervalli di servizio di circa otto anni, in base ai parametri del ciclo operativo.

I componenti della trasmissione sono protetti dall'interazione tra matrice elastomerica, fasci di fibre interni e una boccola di slittamento integrata, che agisce smorzando i picchi di coppia dinamica e attenuando le fluttuazioni del carico meccanico. Questa capacità di smorzamento limita il trasferimento dei carichi impulsivi a ingranaggi e cuscinetti, migliorando al tempo stesso il comfort di marcia per i passeggeri.

Retrofit dei veicoli e prove di validazione sul campo
Il design del giunto supporta mozzi d'albero e interfacce di montaggio flessibili, consentendo l'integrazione sia in piattaforme ferroviarie di nuova fabbricazione sia in programmi di ammodernamento di flotte esistenti volti a sostituire giunti meccanici ad alta intensità di manutenzione.

In seguito ai primi test di convalida al banco, ZF sta collaborando con un costruttore di rotabili ferroviari per impiegare il giunto EcoFlex in test operativi su metropolitane in servizio regolare, così da valutare le prestazioni meccaniche durante i cicli di esercizio commerciale e raccogliere dati operativi per l'adozione in serie.

A cura di Romila DSilva, redattrice di Induportals, con supporto di IA.