ZF presenta el acoplamiento de fibra compuesta EcoFlex para unidades múltiples eléctricas (EMU)

ZF amplía su cartera de componentes de tracción ferroviaria con EcoFlex, un acoplamiento de fibra compuesta desarrollado para unidades múltiples eléctricas (EMU) y material rodante de metro. Instalado en la cadena cinemática entre el motor de tracción eléctrico y la caja reductora montada en el eje, el conjunto combina la transmisión de par sin lubricación, la amortiguación torsional dinámica y un aislamiento eléctrico inherente dentro de un único ensamble integrado. Este componente da respuesta a las exigencias operativas derivadas de la creciente utilización de las flotas y de los servicios de pasajeros de alta densidad, con el propósito de reducir los costes de mantenimiento del ciclo de vida del vehículo y evitar visitas imprevistas a talleres.

Arquitectura de elastómero y fibra y valores de rendimiento
El núcleo mecánico del acoplamiento está constituido por un disco compuesto flexible que incorpora paquetes de fibras continuas dispuestos de forma circunferencial e integrados en una matriz elastomérica. Los haces de fibras de alta resistencia a la tracción transmiten el par operativo mientras absorben simultáneamente las desalineaciones dinámicas angulares, axiales y radiales entre el motor de tracción y la caja reductora. La formulación del elastómero proporciona encapsulación frente al entorno, amortigua los impactos mecánicos y cumple con las normativas ferroviarias de fuego y toxicidad de humos.

Las propiedades dieléctricas inherentes del disco de elastómero y fibra brindan una resistencia eléctrica superior a 1.000 MΩ. Este aislamiento de alta impedancia impide que las corrientes de los rodamientos del motor de tracción pasen a la caja reductora, eliminando las capas de aislamiento auxiliares o las adaptaciones de puesta a tierra exigidas por los acoplamientos metálicos tradicionales. En su variante inicial de producción, la configuración EcoFlex transmite pares nominales de hasta 2.100 Nm y opera a velocidades de motor de hasta 6.000 rpm; actualmente se desarrollan versiones para rangos de par superiores.

Reducción del mantenimiento y amortiguación de la transmisión
A diferencia de los acoplamientos convencionales de engranajes con dientes curvados lubricados con grasa, este conjunto no metálico elimina las recargas periódicas de lubricante, neutraliza los riesgos de degradación de la grasa y reduce los ciclos de mantenimiento provocados por el desgaste. Los protocolos de mantenimiento operativo requieren únicamente inspecciones visuales periódicas, programándose el reemplazo completo del disco flexible en intervalos de servicio de aproximadamente ocho años, sujeto a los parámetros del ciclo de trabajo.

Los componentes de la transmisión están protegidos por la acción combinada de la matriz elastomérica, los haces de fibras internos y un casquillo de fricción integrado, cuya función consiste en amortiguar los picos de par dinámico y atenuar las fluctuaciones de carga mecánica. Dicha capacidad de amortiguación reduce la transmisión de cargas de choque hacia engranajes y cojinetes, mejorando además el confort de marcha de los pasajeros.

Modernizaciones de vehículos y pruebas de validación en servicio
El diseño del acoplamiento admite cubos de eje e interfaces de fijación adaptables, lo que permite su integración tanto en plataformas de trenes de nueva construcción como en programas de modernización (retrofit) de flotas existentes orientados a sustituir acoplamientos mecánicos de alto mantenimiento.

Tras las pruebas iniciales de validación en banco de ensayo, ZF coordina con un fabricante de vehículos ferroviarios la integración del acoplamiento EcoFlex en pruebas operativas de campo en líneas de metro, con el fin de evaluar su comportamiento mecánico bajo ciclos de servicio comercial y recopilar datos de operación para su despliegue en serie.

Editado por Romila DSilva, editora de Induportals, con asistencia de IA.