Come calcolare la lunghezza del portacavi

La lunghezza del portacavi è il dato che più spesso si improvvisa in fase di scelta. Due scorciatoie sono ricorrenti: "la catena è lunga quanto la corsa" oppure "metà della corsa". Ciascuna è corretta per un tipo di montaggio e sbagliata per l'altro: è così che in cantiere si finisce a ridurre il raggio di curvatura perché la catena è arrivata corta.

Questo articolo divide il calcolo in quattro passi: distinguere le tre lunghezze, applicare la geometria, ricavare il fattore dalla posizione dell'estremità fissa, poi arrotondare a maglie intere e aggiungere il margine di montaggio.

Tre lunghezze che non coincidono

• Corsa (S): lo spostamento effettivo dell'estremità mobile tra le due posizioni limite, in mm. È il numero che compare nella maggior parte delle richieste di offerta.
• Lunghezza della catena (L): la lunghezza totale sviluppata, data da numero di maglie × passo, più i connettori e i supporti alle estremità.
• Lunghezza installata: lo spazio che la catena occupa realmente sul telaio, compresi il supporto dell'estremità fissa, la guida e il margine per la curva.

La corsa fissa solo il limite inferiore della lunghezza; la lunghezza installata decide quanto spazio deve cedere il telaio. Un caso di rilavorazione molto frequente è la catena dimensionata bene che però non entra nel telaio.

La geometria: due tratti rettilinei e una semicirconferenza

In qualsiasi istante del moto la catena ha tre parti:

1. un tratto rettilineo collegato all'estremità mobile;
2. una curva di 180°;
3. un tratto rettilineo collegato all'estremità fissa.

Misurata sulla linea centrale delle maglie, la curva è una semicirconferenza, quindi la sua lunghezza è π × R, dove R è il raggio di curvatura misurato sulla linea centrale. Pertanto:

L = distanza dall'estremità fissa al limite di corsa più lontano + πR + margine di montaggio

Il primo termine non è la corsa, ma la distanza dal punto fisso al limite di corsa più distante. Da questa frase discendono tutte le conclusioni che seguono.

La posizione dell'estremità fissa determina il fattore

Se l'estremità fissa si trova a distanza a dall'inizio della corsa, con corsa S, il primo termine vale max(a, S − a).

La conclusione è diretta: portare l'estremità fissa il più vicino possibile a metà corsa. A parità di corsa, il fissaggio centrale risparmia quasi la metà delle maglie rispetto al fissaggio di estremità: costo, peso e resistenza al moto scendono insieme.

Il fissaggio di estremità non è un errore, ma il prezzo va conosciuto: richiede una superficie di montaggio solida a un bordo del telaio, e l'intera curva viaggia per tutta la lunghezza insieme all'estremità mobile, quindi anche la guida deve essere a lunghezza intera.

Esempio: corsa 2000mm, due montaggi

Con S = 2000mm, R = 100mm e 100mm di margine per estremità:

• Fissaggio centrale: L = 1000 + 314 + 100 = 1414mm
• Fissaggio di estremità: L = 2000 + 314 + 100 = 2414mm

Stessa macchina, stessi cavi, 1000mm di differenza. In termini di maglie, il fissaggio di estremità richiede circa 1,7 volte le maglie del fissaggio centrale. Quel metro in più è un requisito fisico reale del montaggio scelto, ma è evitabile già in fase di selezione.

Dalla lunghezza teorica alle maglie intere

La L calcolata è teorica. Per ordinare si divide per il passo p e si arrotonda per eccesso al numero di maglie N, poi si ricalcola la lunghezza reale.

• Sempre per eccesso, mai al più vicino: una maglia in meno e non si monta.
• L'eccedenza dell'arrotondamento è margine; non sottrarla di nuovo.
• Connettori, supporti di estremità e, su alcune serie, le strutture ad apertura laterale aggiungono lunghezza. Si sommano a parte secondo la tabella di prodotto.

Per questo, quando si chiede un'offerta con "corsa + tipo di montaggio + raggio di curvatura", la risposta deve essere un numero di maglie, non una cifra tonda in millimetri. Chi risponde solo con una lunghezza tonda di solito sta stimando a esperienza.

Quanto margine di montaggio

Il margine non è un 100mm arbitrario. Copre tre cose concrete:

1. Spazio di montaggio: connettori e supporti richiedono bulloni e perni; 1–2 maglie per estremità è una riserva sicura.
2. Dilatazione termica: il nylon rinforzato con fibra di vetro si dilata di un ordine di grandezza più dell'acciaio. Con forti escursioni termiche in reparto, una catena di alcuni metri si muove di millimetri. Se si fissano entrambe le estremità in modo rigido, d'estate si inarca.
3. Cavi futuri: aggiungere un cavo in un revamping è routine, e la lunghezza è molto più difficile da recuperare dopo rispetto alla larghezza interna.

I requisiti generali del lato elettrico, compresa la posa e il fissaggio dei cavi su parti in movimento, sono trattati nella IEC 60204-1:2016; il metodo di valutazione dei rischi della macchina è descritto nella ISO 12100:2010. Nessuna delle due norme fornisce un valore numerico per il margine, ma entrambe richiedono che la posa dei cavi su parti in movimento non diventi un pericolo: motivo sufficiente per non tendere mai entrambe le estremità.

Il secondo limite nelle corse lunghe: luce non supportata e guide

Con la lunghezza corretta resta un ostacolo: il tratto superiore della catena è senza supporto. Se la luce è troppo lunga flette; quando flette, le maglie si sfregavano tra loro e rumore e usura salgono insieme.

• Ogni serie ha un limite di luce non supportata indicato dal costruttore, in funzione di altezza interna, carico nella catena e velocità. Non si trasferisce tra serie.
• Oltre il limite occorre una guida o rulli di supporto. La guida occupa larghezza, quindi va prevista nella riserva di spazio sul telaio.
• Più lunga è la corsa, più la guida passa da opzionale a standard.

Verificare il valore limite sulla tabella di prodotto invece di stimarlo: a parità di altezza interna, una diversa geometria della spalla può comportarsi in modo molto diverso.

Sei errori di calcolo frequenti

1. Usare la corsa come lunghezza della catena: vale solo approssimativamente con fissaggio di estremità; con fissaggio centrale si compra quasi il doppio.
2. Dimenticare l'arco πR: con R = 100 sono 314mm, non un arrotondamento.
3. Non chiarire la posizione dell'estremità fissa: non indicata in disegno, decisa al montaggio, la lunghezza non torna.
4. Non arrotondare alle maglie: si quota una lunghezza teorica e si consegna un numero intero di maglie.
5. Dimenticare connettori e supporti: spesso fatturati a parte e con ingombro a parte.
6. Fissare entrambe le estremità senza gioco: all'inizio va bene, con il salto termico si inarca.

Le serie in nylon CNWSL corrispondenti

I portacavi in nylon CNWSL sono suddivisi per altezza interna. Il calcolo della lunghezza usa la stessa geometria; cambiano passo e raggi disponibili:

Materiale: nylon rinforzato con fibra di vetro, da -20°C a 120°C. La costanza della lunghezza dipende dalla precisione dello stampo e dalla stabilità tra lotti dei pezzi stampati; disponiamo della IATF 16949 (vedi il sito ufficiale IATF), quindi i clienti automotive possono trattare direttamente con noi.

Larghezza interna e grado di riempimento sono un altro calcolo: vedi come scegliere la larghezza interna. Il raggio di curvatura deve prima rispettare il minimo del cavo: vedi come calcolare il raggio di curvatura.

Cosa indicare nella richiesta di offerta

Per ottenere un'offerta corretta al primo colpo la richiesta deve contenere:

Dove corrono anche tubi aria nella stessa catena, i requisiti di installazione e sicurezza del lato pneumatico sono trattati nella ISO 4414:2010: il raggio minimo dei tubi è di solito maggiore di quello dei cavi, quindi non applicare il valore dei cavi a tutto.

La sequenza completa di selezione è nel metodo in 8 passi; i livelli di prodotto sono nelle pagine serie media e serie pesante.

Letture correlate

• Metodo di selezione in 8 passi: dall'applicazione al modello
• Come calcolare il raggio di curvatura
• Come scegliere la larghezza interna

Per calcolare lunghezza e modello sulla vostra corsa, contattateci oppure scaricate le tabelle di selezione in download.