Attraverso il deserto con l'energia solare

Profilo

• Cosa serviva: forcelle igubal realizzate in iglidur J; cuscinetti realizzati in iglidur J, G e I3; riduttore robolink
• Requisiti: cuscinetti leggeri e resistenti all'usura in grado di garantire un funzionamento affidabile del veicolo a energia solare su lunghi tratti di percorrenza nei più svariati luoghi 
• Settore: Automotive
• Successo per il cliente: i nostri cuscinetti e le nostre forcelle sono impiegati nel meccanismo telescopico per il tetto solare, nel volante, nella sospensione delle ruote posteriori e nello sterzo, nelle cerniere di fissaggio del tetto e sul tetto solare. Grazie alla loro leggerezza, alla resistenza all'usura e alle loro proprietà ammortizzanti, ottimizzano la manovrabilità e consentono di raggiungere velocità pari o superiori a 140km/h.

3.022 chilometri attraverso il deserto australiano. Il Team Sonnenwagen raccoglie la sfida con il proprio veicolo a energia solare.

Problema da risolvere

Da Darwin ad Adelaide. Attraversando il deserto e superando i meravigliosi parchi nazionali, i veicoli a energia solare affrontano i 3.022 chilometri della World Solar Challenge. Tempo massimo concesso: una settimana. Il regolamento della competizione prevede la partecipazione esclusiva di veicoli alimentati a energia solare. Team di studenti provenienti da tutto il mondo sono impegnati nello sviluppo di vari concept, tutti molto diversi tra loro in termini di progettazione aerodinamica, scelta della tecnologia delle celle solari, altezza e peso. In questi veicoli, progettati dagli studenti, si trovano tutte le possibili tecnologie sostenibili. Tra i partecipanti dell'edizione di quest'anno, c'era anche una squadra di Aachen (Germania). Il Team Sonnenwagen partecipava per la seconda volta alla competizione. Al loro esordio, nel 2017, gli studenti del Team Sonnenwagen avevano imparato tante cose, riuscendo così a completare l'intero percorso attraverso il deserto alla loro partecipazione successiva, nel 2019.
Questo anche grazie a un concept completamente diverso rispetto a due anni prima. Una superficie di soli 2,6 metri quadrati - rispetto ai precedenti 4 - ospita celle solari realizzate in arseniuro di gallio piuttosto che le celle in silicio disponibili in commercio. Queste nuove celle presentano un'efficacia nettamente superiore rispetto alla precedente tecnologia. Ed erano compatibili con il regolamento della competizione che aveva imposto restrizioni in merito all'area. Un'altra innovazione introdotta dal team riguardava i cuscinetti. I cuscinetti sono estremamente importanti, dato il loro ruolo strutturale tra i componenti del veicolo. Il guasto di un cuscinetto comporta costi di riparazione elevati. Inoltre, i cuscinetti devono essere leggeri e resistenti all'usura. Questo perché la maggior leggerezza del veicolo a energia solare si traduce in una migliore efficienza nella guida, accorciando i tempi necessari per coprire lunghi tragitti. Per questo motivo, i cuscinetti in polimero di igus sono sembrati la soluzione ottimale agli occhi del team.

Soluzione

I nostri cuscinetti sono presenti in molti diversi punti sul veicolo Sonnenwagen. Le forcelle igubal autoallineanti realizzate in iglidur J sono utilizzate nel meccanismo telescopico per il tetto solare e nel volante. Inoltre, i cuscinetti iglidur J invece sono impiegati nella sospensione delle ruote posteriori e nello sterzo. I nostri cuscinetti si contraddistinguono per il loro coefficiente d'attrito molto basso su ogni tipo di albero, soprattutto nel funzionamento a secco, con attenuazione delle vibrazioni. Un aspetto vantaggioso soprattutto per il controllo dello sterzo. Come tutti i materiali iglidur, iglidur J  non necessita di lubrificazione né di manutenzione, grazie alla presenza di lubrificanti solidi nei cuscinetti. Inoltre, i cuscinetti realizzati nel materiale iglidur G sono parte integrante delle cerniere di fissaggio del tetto solare. Il tribopolimero presenta un ottimo rapporto qualità/prezzo ed elevata resistenza all'usura.
Un riduttore robolink - inizialmente pensato per i bracci robotici –  viene utilizzato nello sterzo insieme ad elementi di scorrimento in polimero. Un'applicazione insolita, ma che porta indiscutibili vantaggi in termini di efficienza e di leggerezza. I quattro pneumatici sono manovrati mediante quattro cavi. Grazie al riduttore robolink, all'albero flessibile e al pomello, i due pneumatici posteriori possono essere allineati in maniera ottimale rispetto al vento durante la guida, sfruttando la forza motrice extra. In questo modo è possibile raggiungere velocità pari o superiori a 140 chilometri all'ora.
Infine, i cuscinetti sono utilizzati anche sul tetto solare del veicolo. Poiché l'autista deve poter aprire e chiudere da solo il tetto a celle solari da 25 kg per entrare e uscire dal veicolo, era necessario trovare un'alternativa ai cuscinetti che il team produceva da sè, con plastiche comuni. La scelta è ricaduta sui cuscinetti in iglidur I3, con basso coefficiente d'attrito e resistenti a polvere e sporco.  Ora infatti bastano pochi secondi per entrare e uscire dal veicolo.

I cuscinetti a flangia fissa igubal autoallineanti e i cuscinetti in iglidur G sono utilizzati nel meccanismo telescopico per il tetto solare.

Anche le teste a snodo igubal di igus sono utilizzate nel volante.

Lo sterzo presenta una struttura speciale. Un riduttore robolink permette l'allineamento manuale delle ruote posteriori con un albero flessibile e un pomello.

Nel sistema di sterzo, sono numerosi i punti di supporto dotati di cuscinetti iglidur J. Grazie al materiale a elevata resistenza, i cuscinetti nel veicolo a energia solare non necessitano di lubrificazione né di manutenzione.

Un punto di supporto fondamentale: la sospensione delle ruote posteriori. Anche in questo caso, i giovani ingegneri hanno scelto la resistenza di iglidur J.

I cuscinetti realizzati in tribopolimero iglidur I3 trovano applicazione nel meccanismo del tetto, per velocizzare l'entrata e l'uscita dal veicolo.