Profilo di bloccaggio in silicone con inserto metallico: campo di serraggio e testa di tenuta

Un profilo a morsetto viene scelto in modo che lo spessore della lamiera con rivestimento si trovi al centro del campo di serraggio e che la testa di tenuta sia adatta alla luce della fessura e alla forza di chiusura. Solo dopo l’inserto metallico, l’intervallo di temperatura e i requisiti del materiale definiscono l’esecuzione concreta. I profili a morsetto in silicone vengono premuti sul bordo della lamiera e tengono senza adesivi o viti, se il campo di serraggio e l’inserto sono adatti al bordo. Le sezioni seguenti mostrano quali parametri contano per porte, sportelli e bordi di lamiera nella costruzione di macchine, nella costruzione di quadri elettrici, nella costruzione di veicoli e ferroviaria e nella tecnologia alimentare.

Struttura di un profilo a morsetto con inserto metallico

Un profilo a morsetto è costituito da una parte di serraggio a forma di U e da una testa di tenuta stampata su di essa. Nella parte di serraggio si trova un inserto metallico, completamente racchiuso dall’elastomero. Esso genera la forza elastica con cui il profilo resta posizionato sul bordo della lamiera. All’interno della U si trovano nervature di ritenuta, che si deformano durante l’inserimento e contrastano l’estrazione.

La testa di tenuta svolge la funzione di tenuta vera e propria verso porta, coperchio o sportello. Si trova sopra la parte di serraggio oppure lateralmente accanto ad essa. La posizione adatta dipende dal fatto che la contro-superficie incontri frontalmente il bordo della lamiera o chiuda parallelamente alla lamiera. Altre geometrie, come profili a camera cava e profili per telai, sono disponibili nella panoramica sui profili in silicone.

Assegnare correttamente campo di serraggio e spessore della lamiera

Il campo di serraggio indica per quali spessori di materiale è progettato un profilo. Le gradazioni tipiche sono per esempio da 1 a 2 mm, da 2 a 4 mm o da 4 a 6 mm. Non è determinante lo spessore nominale della lamiera, ma lo spessore effettivo del bordo. Verniciatura a polvere, strati di vernice, bordature o linguette saldate rendono il bordo più spesso. Se il bordo si trova al limite inferiore del campo di serraggio, la forza di tenuta diminuisce. Se si trova al limite superiore, aumenta la forza di montaggio e l’inserto viene aperto maggiormente.

Nella pratica si sceglie un profilo in cui lo spessore misurato del bordo si trovi nella parte centrale del campo di serraggio. Per componenti con spessore variabile, per esempio nei passaggi tra due lamiere, il campo di serraggio deve coprire sia il punto più sottile sia quello più spesso. Il bordo dovrebbe essere sbavato, perché le bave possono danneggiare le nervature di ritenuta interne durante l’inserimento.

Nastro d’acciaio o inserto in filo metallico

Gli inserti in nastro d’acciaio sono costituiti da una striscia di lamiera tranciata o asolata, piegata a U nella parte di serraggio. Di norma generano una forza di serraggio più elevata e sono adatti a bordi diritti e grandi raggi, sui quali il profilo è esposto a vibrazioni o forze di trazione. Esempi sono carter di macchine, sportelli di manutenzione e porte di veicoli.

Gli inserti in filo metallico sono costituiti da un filo disposto a zig-zag, fissato da fili longitudinali. Un profilo con inserto in filo metallico può essere piegato con raggi più stretti e segue angoli e raggi con una minore formazione di pieghe. La forza di tenuta risulta leggermente inferiore a seconda della costruzione. Per ambienti umidi o sottoposti a pulizia frequente, l’inserto viene spesso realizzato in acciaio zincato o acciaio inox. Alle estremità di taglio non deve rimanere esposto senza protezione.

Testa di tenuta compatta o testa di tenuta in schiuma

Una testa di tenuta in silicone compatto, di solito realizzata come camera cava, è stabile nella forma e resiste all’abrasione meccanica. È adatta a sportelli con luce della fessura definita e ad aree in cui la guarnizione viene toccata o pulita regolarmente. La durezza, a seconda del compound, è tipicamente compresa tra 40 e 70 Shore A.

Una testa di tenuta in schiuma siliconica è di norma a cellule chiuse e può essere compressa con una forza ridotta. Compensa tolleranze di fessura più ampie e irregolarità ed è utile dove le porte devono chiudere a tenuta con poca forza di chiusura, per esempio nella costruzione di quadri elettrici. Le teste di tenuta in schiuma vengono spesso compresse di circa il 25 fino al 50 % della loro altezza. Se vengono compresse maggiormente, aumenta la deformazione residua a compressione. A questo scopo, la parte di serraggio e la testa in schiuma vengono prodotte in coestrusione con silicone compatto e silicone espanso.

Temperatura, contatto alimentare e protezione antincendio

A seconda del compound, il silicone copre tipicamente un intervallo di temperatura continua da circa meno 60 °C a più 200 °C. Per questo i profili a morsetto in silicone sono adatti a porte di forni, sportelli di essiccatori e alloggiamenti in prossimità di fonti di calore. Per applicazioni continue oltre 200 °C, l’idoneità del compound deve essere verificata per la temperatura concreta e la durata d’impiego.

Nella tecnologia alimentare vengono impiegati compound conformi alla raccomandazione BfR XV o che soddisfano i requisiti FDA 21 CFR 177.2600 per articoli in gomma ad uso ripetuto. L’inserto metallico deve essere completamente racchiuso, affinché non entri in contatto né con il prodotto né con i detergenti. Materiali e conformità sono descritti più dettagliatamente nell’articolo sulle guarnizioni in silicone nell’industria.

Per i veicoli ferroviari in Europa si applica la norma antincendio EN 45545-2. Con compound opportunamente formulati, i profili in silicone possono soddisfare i requisiti di determinati livelli di pericolo. La prova viene fornita dai rapporti di prova per il rispettivo materiale.

Profilo standard o profilo speciale secondo disegno

I profili a morsetto standard coprono campi di serraggio e dimensioni della testa di tenuta comuni e non richiedono un nuovo utensile di estrusione. Sono adatti quando spessore della lamiera, luce della fessura e posizione della testa di tenuta corrispondono alle geometrie disponibili.

Un profilo speciale secondo disegno è utile quando la testa di tenuta richiede un contorno specifico, un secondo labbro di tenuta o una copertura del bordo, oppure quando colore, durezza e prove di conformità sono definiti. Per la progettazione sono necessari lo spessore della lamiera con rivestimento, la luce della fessura nello stato chiuso, la direzione di chiusura, la temperatura d’impiego, il contatto con i fluidi e le prove richieste. Le tolleranze dimensionali dei profili estrusi vengono generalmente concordate secondo DIN ISO 3302-1.

Domande frequenti

Come si monta un profilo a morsetto?

Il profilo viene posizionato a un’estremità e premuto a mano sul bordo. Un martello di gomma aiuta a spingere la parte di serraggio fino in fondo. Non sono necessari adesivi o viti. Il bordo dovrebbe essere pulito e sbavato, in modo che le nervature di ritenuta facciano presa in modo uniforme.

Un profilo a morsetto può essere posato intorno agli angoli?

I profili con inserto in filo metallico possono essere piegati con raggi più stretti rispetto ai profili con nastro d’acciaio. Il raggio di curvatura minimo dipende dalla dimensione del profilo, dall’inserto e dalla testa di tenuta e viene indicato dal produttore. In caso di angoli interni stretti, un taglio a mitra o un pezzo angolare vulcanizzato è spesso la soluzione più pulita.

Che cosa succede se lo spessore della lamiera è fuori dal campo di serraggio?

Se il bordo è più sottile del limite inferiore, il profilo risulta lasco e può spostarsi in caso di vibrazione. Se è più spesso del limite superiore, il profilo è difficile da montare, l’inserto viene sovradisteso e la testa di tenuta può inclinarsi dalla sua posizione. In entrambi i casi dovrebbe essere scelto il campo di serraggio successivo adatto.

I profili a morsetto in silicone sono adatti al settore alimentare?

Dipende dal compound. Per il contatto alimentare vengono impiegate mescole siliconiche conformi alla raccomandazione BfR XV o che soddisfano FDA 21 CFR 177.2600. L’inserto metallico deve essere completamente rivestito. Le dichiarazioni di conformità necessarie dovrebbero essere indicate già nella richiesta.

Quando una testa di tenuta in schiuma è migliore di una testa di tenuta compatta?

Una testa di tenuta in schiuma è adatta quando la forza di chiusura è ridotta, la luce della fessura varia o devono essere compensate irregolarità. Una testa di tenuta compatta è più stabile nella forma ed è la scelta migliore quando la guarnizione è sollecitata meccanicamente, viene pulita frequentemente o viene utilizzata con una luce della fessura definita.