Concetti di tenuta delle scatole di Richard Wöhr GmbH per requisiti speciali di grado di protezione IP, compatibilità elettromagnetica e igiene

La Richard Wöhr GmbH offre oltre a un ampio portafoglio di involucri, piastre frontali e sistemi di input (tra cui tastiere industriali e tastiere a film) anche accessori utili e intelligenti per i relativi componenti industriali. In particolare, per la produzione o l'applicazione di involucri nel settore elettrotecnico e elettronico, Wöhr® fornisce guarnizioni con le più svariate specifiche, come materiali piani o rotondi, in schiuma di poliuretano o polietilene, isolanti o conduttivi. Questi materiali di tenuta e isolamento vengono personalizzati e confezionati internamente su misura per il cliente.

Ma non basta scegliere una guarnizione da sola o selezionare il materiale di tenuta più adatto tra le numerose opzioni disponibili sul mercato. Piuttosto, è fondamentale un approccio olistico alla tenuta, in cui la guarnizione stessa svolge un ruolo importante, ma deve essere correttamente progettata dal punto di vista costruttivo e installata correttamente dal punto di vista della produzione. La capacità di rendere un involucro impermeabile secondo i requisiti di un grado di protezione IP chiaramente definito risiede nella scelta del metodo giusto e nella sua pianificazione precoce già durante la fase di progettazione, in coordinamento con le altre componenti e gruppi di assemblaggio.

Le guarnizioni sono generalmente installate dove i gruppi di componenti protetti dagli agenti atmosferici devono essere accessibili per la manutenzione a intervalli irregolari o per gestire situazioni di installazione sconosciute o difficili, nonché non quotidiane. Ed è proprio in questi punti che si evidenziano le vulnerabilità di una soluzione di tenuta non progettata correttamente.

Una guarnizione priva di battuta meccanica e che, per questo motivo, non può essere ricondizionata dopo l'apertura del gruppo o non presenta comportamento di ritorno, perde la sua efficacia o può soddisfare solo parzialmente le funzioni previste.

Per considerare tutti questi aspetti, è importante conoscere non solo i requisiti del nuovo dispositivo, ma anche quelli sul campo. Solo così si può ottimizzare l'abbinamento tra meccanica, tipo di guarnizione, materiale di tenuta e accessori, creando un approccio di tenuta complessivo.

La Richard Wöhr GmbH offre le seguenti tecnologie di tenuta: guarnizioni schiumate monocomponente o bicomponente, guarnizioni a cordone rotondo, guarnizioni a superficie e guarnizioni EMI.

1. Guarnizioni schiumate

Le guarnizioni schiumate sono altamente elastiche, insuperabili (poiché auto-adesive), consentono una posizione precisa con tolleranze di involucro e si distinguono per la loro elevata sicurezza di processo e flessibilità. Una guarnizione schiumata ha generalmente un rapporto di dimensioni di 2:1 (larghezza x altezza). Questa guarnizione non ha urti ed è quindi adatta a carichi da tutti i lati.

1.1. Guarnizioni monocomponente

Le guarnizioni schiumate in elastomeri monocomponenti vengono dosate direttamente sul componente da sigillare.

Vantaggi: anche geometrie di guarnizione complesse e piccole sono realizzabili. La massa di tenuta è già miscelata, di solito un sistema a reticolazione umidificata, con varianti che induriscono con UV e termicamente. I parametri della guarnizione sono costanti dal primo all'ultimo pezzo. È possibile aggiungere elementi funzionali di riempimento (ad esempio, additivi conduttivi elettricamente o termicamente), ma ciò influisce sulla durezza e sull'elasticità della massa di tenuta.

Svantaggi: la guarnizione è generalmente completamente riempita e, nel processo, di solito non è possibile regolare parametri come la durezza Shore. Sistemi che, attraverso la miscelazione di aria sotto compressione, provocano un gonfiamento della massa di tenuta dopo l'uscita dalla pistola, sono spesso costosi. A seconda della lavorazione e del materiale, può essere visibile un punto di inizio o fine della guarnizione, che potrebbe anche influire sulla sua efficacia.

1.2. Guarnizioni bicomponente

Le guarnizioni bicomponente vengono preparate prima dell'applicazione in un miscelatore.

Vantaggi: eccellente adesione, processi rapidi, caratteristiche di tenuta facilmente regolabili, la massa di tenuta è economica e molto resistente ai prodotti chimici.

Svantaggi: spesso sono necessari componenti di impostazione per ottenere un risultato ottimale, le piccole serie di produzione di solito non sono redditizie. È consigliabile un battuta meccanica per garantire il ritorno della guarnizione.

2. Guarnizioni a cordone rotondo

Le guarnizioni a cordone rotondo sono disponibili in tutte le dimensioni (0,5 mm, 1,0 mm, 1,5 mm, ecc.) e, grazie alla vasta scelta di materiali (come gomma piuma, neoprene e silicone), anche come varianti funzionali – come materiale pieno o come tubo.
Vantaggi: un'ottima alternativa per piccole quantità, con caratteristiche funzionali come conduttività e diverse durezza Shore. Geometrie di tenuta tridimensionali possono essere rappresentate.

I cordoni rotondi, poiché forniti a rotolo, sono quasi "infinite" in lunghezza, quindi adatti anche per grandi pezzi di produzione. Come cordoni a anello, è possibile incollarli, mentre l'incollaggio superficiale con scanalatura potrebbe non essere sempre necessario, a seconda delle condizioni. Possono essere anche inseriti dal cliente stesso e sostituiti in caso di modifiche ai requisiti.

Svantaggi: prevalentemente richiedono un'applicazione manuale. È necessario che sul pezzo da sigillare siano presenti una guida (scanalatura) e, eventualmente, anche l'incollaggio della guarnizione.

3. Guarnizioni a superficie

La scelta del materiale di tenuta è estremamente importante per le guarnizioni a superficie, poiché la resistenza del materiale e la sua struttura (porosa o a celle chiuse) influenzano il comportamento di tenuta del sistema.

Inoltre, qui gioca un ruolo importante anche la capacità di ritorno della guarnizione, per garantire un'efficace tenuta anche dopo interventi di manutenzione.

Vantaggi: può essere confezionata tramite taglio laser anche per piccole quantità, ma anche il taglio con banda d'acciaio la rende molto conveniente anche per produzioni più grandi. Per le guarnizioni di protezione dalla polvere, è possibile una variante "a L" con spinta, più economica e con minor consumo di materiale.

Svantaggi: la realizzazione deve essere eventualmente presente sul pezzo e può essere eseguita solo con una buona lavorazione e sotto certe condizioni. Anche in questo caso, un battuta meccanica può proteggere la guarnizione da una deformazione irreversibile.

4. Guarnizioni EMI

Le guarnizioni per garantire la compatibilità elettromagnetica sono generalmente solo parzialmente adatte come protezione contro l'ingresso di acqua. Sono conduttive e creano una superficie chiusa a bassa resistenza, che attenua le emissioni e le immissioni EMI.

La tenuta di sistemi completi può essere garantita anche mediante misure costruttive individuali o con accessori intelligenti (aggiuntivi), come ad esempio un telaio speciale di tenuta per tastiere a film, un sovrapposizione della pellicola decorativa sulla meccanica o tappi di scarico e sfiato o elementi di equalizzazione della pressione. Quest'ultimi fanno parte da molti anni del catalogo standard della Richard Wöhr GmbH e saranno presentati di seguito, poiché contribuiscono in modo decisivo a garantire la praticità di un involucro nel tempo e in condizioni ambientali variabili (come umidità, pressione atmosferica e variazioni di temperatura).

I tappi di scarico e di sfiato (tappi di climatizzazione) assicurano un costante equilibrio di pressione tra involucro/cabina e ambiente. In questo modo si previene il surriscaldamento e si minimizza la formazione di condensa, proteggendo così i componenti elettronici dalla corrosione. L'acqua entrata nei dispositivi e la condensa che si forma vengono eliminate automaticamente tramite il tappo di climatizzazione.

Il componente di ventilazione viene installato sulla parete esterna di un involucro e garantisce un continuo equilibrio di pressione. Può essere avvitato in una filettatura o fissato tramite una contro-molla attraverso un foro.

Una caratteristica importante degli elementi di equalizzazione della pressione è l'alta portata d'aria combinata con una elevata capacità di trattenere l'acqua. In questo modo si adatta la pressione interna degli involucri chiusi alla pressione ambientale, impedendo contemporaneamente l'ingresso di acqua.

Questo equilibrio di pressione può essere realizzato anche in combinazione con raccordi per cavi ("raccordo per cavi respirante").

Inoltre, Wöhr® offre elementi che drenano l'acqua dall'interno dell'involucro e, opzionalmente, consentono anche l'equilibrio di pressione. Utilizzando una membrana a doppio lato permeabile all'aria e impermeabile da un lato, si ottiene una tenuta IP66, IP68 e persino IPX9.

La serie GH02/KVDAE combina raccordi per cavi e elementi di equalizzazione della pressione. Grazie a una membrana microporosa impermeabile ai liquidi, si compensano le differenze di pressione tra interno ed esterno dell'involucro, riducendo così la formazione di condensa. La serie GH02/KVDAE è quindi ideale per applicazioni in controlli e armadi di comando nell'industria alimentare, nell'automazione edilizia, nella tecnologia dei trasporti e nella fornitura di energia.

Attraverso l'introduzione di cavi "respiranti", si soddisfano inoltre tutte le caratteristiche principali di un raccordo per cavi, evitando costi aggiuntivi. Non sono necessari altri componenti, né montaggi o forature extra.

Grazie alle dimensioni identiche, i vecchi raccordi per cavi possono essere facilmente sostituiti con la nuova serie GH02/KVDAE. Sono disponibili anche come raccordi EMI (compatibilità elettromagnetica) con parti interne conformi a DIN 89345.

Infine, per un concetto di tenuta adeguato, è necessario disporre di competenze specifiche e di un partner esperto che supporti il progetto. La scelta del concetto di tenuta deve essere considerata a livello globale e non rappresenta solo un parametro secondario, ma è fondamentale per la funzionalità del prodotto finale nel processo di produzione di involucri e dispositivi. La Richard Wöhr GmbH supporta i propri clienti nella selezione e nella realizzazione di concetti di tenuta, dalla progettazione alla produzione e all'assemblaggio.