Come i passacavi in gomma proteggono i cablaggi elettrici

Il Compito Fondamentale di una Guarnizione in Gomma

Una guarnizione in gomma è un piccolo anello di gomma inserito in un foro praticato su un pannello in metallo o plastica, e ha lo scopo di proteggere qualsiasi elemento che passi attraverso tale foro. Nel settore elettrico, ciò significa proteggere fili e cavi. Senza guarnizione, un cavo che attraversa un bordo metallico affilato sfrega contro tale bordo ogni volta che l’apparecchiatura vibra, causando progressivo deterioramento dell’isolamento. Una guarnizione in gomma elimina questo tipo di guasto offrendo al cavo una superficie liscia ed elastica contro cui appoggiarsi. Si tratta di un componente a basso costo che previene un’intera categoria di malfunzionamenti, motivo per cui è impiegata in elettrodomestici, quadri di comando, veicoli e macchinari industriali.

Prevenzione dell'usura e dell'abrasione ai bordi dei pannelli

La protezione più diretta offerta da un passacavo in gomma è contro l'usura. I fori realizzati con punzonatura o trapanatura presentano generalmente una bava o un bordo tagliente, e anche una piccola bava agisce come una lama sul cavo in movimento. Il passacavo in gomma ricopre tale bordo con materiale gommoso, consentendo così al cavo di scorrere su una superficie morbida anziché su metallo. L'efficacia dipende da due fattori: la tenuta del passacavo nel foro, affinché non possa fuoriuscire, e la sua resistenza all'abrasione. La resistenza all'abrasione varia a seconda della mescola impiegata; le gomme al silicone e al fluoro offrono in genere una migliore resistenza all'attrito prolungato rispetto alle mescole generiche più morbide, caratteristica particolarmente rilevante in presenza di cavi soggetti a movimento continuo o vibrazioni.

Isolamento e sicurezza elettrica

La gomma è un buon isolante elettrico, e questa proprietà rende la guarnizione utile non solo per la protezione meccanica. Quando un cavo attraversa un pannello conduttivo, la guarnizione aggiunge uno strato di isolamento tra il conduttore e il metallo, riducendo il rischio di cortocircuito nel caso in cui l’isolamento del cavo sia danneggiato. In apparecchiature in cui un singolo guasto potrebbe rendere attiva un’involucro metallico, questa barriera aggiuntiva costituisce una vera caratteristica di sicurezza, non semplicemente una comodità. Gli acquirenti che specificano guarnizioni per applicazioni elettriche devono confermare con il fornitore l’uso previsto, poiché la stessa geometria di guarnizione può essere offerta in composti scelti per diversi livelli di prestazione elettrica e ambientale.

Tenuta contro polvere, umidità e vibrazioni

Molti passacavi sigillano anche. Un passacavi che si adatta perfettamente al foro, oppure uno fornito come passacavi chiuso con centro perforato, impedisce l’ingresso di polvere e umidità nell’involucro e mantiene i cavi in posizione. La tenuta è fondamentale nelle aree soggette a lavaggi intensivi, nelle installazioni all’aperto e su apparecchiature esposte a refrigeranti o prodotti chimici per la pulizia, dove l’ingresso di acqua può causare corrosione ai morsetti e malfunzionamenti. Allo stesso tempo, la gomma assorbe le vibrazioni, riducendo così lo sforzo meccanico trasmesso al cavo e al connettore. Un unico componente svolge quindi tre funzioni: protezione del bordo, tenuta e smorzamento.

Scelta del materiale e della durezza in base all’ambiente

La selezione del materiale segue la stessa logica utilizzata per altre guarnizioni. La nitrile, o NBR, resiste all’olio e ai carburanti in un intervallo di temperatura approssimativo compreso tra -30 e 100 gradi Celsius ed è adatta per macchinari esposti a lubrificanti. L’EPDM resiste all’acqua, al vapore, all’ozono e alle condizioni atmosferiche esterne, ma non è la prima scelta per oli petroliferi. Il fluorocaucciuccio, FKM, opera in un intervallo di temperatura approssimativo compreso tra -20 e 200 gradi Celsius ed offre un’elevata resistenza chimica in ambienti aggressivi. Il silicone, o VMQ, rimane funzionale in un intervallo di temperatura approssimativo compreso tra -60 e 200 gradi Celsius ed è adatto a forti escursioni termiche nonché a contatti con alimenti, dispositivi medici ed elettronici. L’SBR, l’HNBR e l’FFKM coprono rispettivamente le esigenze di resistenza all’abrasione, di servizio idrogenato e di impiego in condizioni estreme di aggressività chimica. La durezza è espressa in scala Shore A; la produzione standard copre approssimativamente un intervallo da 30 a 90 Shore A. Un passacavo in gomma troppo morbido potrebbe fuoriuscire dal pannello; uno troppo duro potrebbe non garantire una tenuta o un’attenuazione efficaci.

Esempio di applicazione per un cablaggio

Si consideri un pannello di controllo in cui i cavi hanno ripetutamente subito guasti nelle vicinanze dei fori di ingresso. L’ispezione ha rivelato che i fori erano stati lasciati con bordi affilati e privi di passacavi, e che le guaine dei cavi erano state consumate nel punto in cui premevano contro il metallo. L’aggiunta di passacavi con durezza adeguata e composto resistente all’olio, dimensionati per aderire allo spessore del pannello, ha eliminato l’usura. In un secondo caso, un contenitore esterno ha subito infiltrazioni d’acqua attraverso un foro di ingresso eccessivamente grande; un passacavi adattato sia al diametro del foro sia a quello del cavo ha ripristinato la tenuta. Entrambi i problemi sono stati risolti abbinando il componente al foro e all’ambiente, non modificando il cavo. Un fornitore in grado di produrre passacavi con dimensioni non standard partendo da un disegno o da un campione può coprire spessori insoliti del pannello e diametri di foro non soddisfatti dai componenti in magazzino.

Checklist per la scelta delle dimensioni e delle specifiche

Prima di effettuare l'ordine, registrare lo spessore del pannello, il diametro del foro, il diametro del cavo o del fascio di cavi, la temperatura di esercizio e i prodotti chimici o le condizioni atmosferiche presenti. Chiedere se il passacavo in gomma è aperto o chiuso, se è richiesto un centro perforato e quale composto e durezza vengono forniti. Confermare il sistema di qualità, ad esempio ISO 9001, e verificare i documenti CE e RoHS rispetto ai propri requisiti. Per dimensioni non standard, fornire un disegno 2D in PDF o CAD, un file 3D in IGES o STEP oppure un campione. La maggior parte dei fornitori accetta questi formati e può produrre un lotto campione prima della produzione in serie, in modo da verificare l’adattamento e la durezza. Per le produzioni ripetute, vale la pena confermare che lo stesso composto e la stessa durezza verranno utilizzati in ogni lotto, poiché una variazione del composto può influenzare sia la tenuta sul pannello sia le prestazioni di tenuta.

Domande che gli acquirenti pongono sui passacavi in gomma

Ho comunque bisogno di un passacavo se il foro è stato svasato?

Sì. La sbavatura elimina la sbava ma lascia un bordo metallico rigido, e le vibrazioni continueranno comunque ad abrasare un cavo in movimento contro di esso nel tempo. Un passacavo sostituisce tale bordo con una superficie elastica.

Qual è la differenza tra un passacavo aperto e uno chiuso?

Un passacavo aperto è un semplice anello che protegge il bordo e consente l’inserimento del cavo lateralmente. Un passacavo chiuso include una membrana centrale, spesso forata, che aggiunge tenuta contro polvere e umidità.

Quale composto è il migliore per un passacavo in gomma per uso esterno?

L’EPDM viene spesso scelto per l’uso esterno grazie alla sua resistenza all’acqua, al vapore, all’ozono e alle intemperie, mentre l’FKM è adatto ad ambienti più caldi e chimicamente aggressivi. La scelta ottimale dipende dall’intero insieme di agenti a cui il materiale sarà esposto.