Johtosarjan rakenne: suojaus

Johtosarjan rakenne koostuu sekä johtimien ryhmittelystä että niiden suojauksesta ympäristöä vastaan. Tässä blogitekstissä käsitellään yleisiä suojausvaihtoehtoja – putkia, punossukkaa ja kutistesukkaa .

Suojausvaihtoehdot johtosarjalle: putket, punossukka ja kutistesukka

Johtosarjan johtimet on yleensä niputettu yhteen ja suojattu mekaanista kulutusta, lämpöä, kosteutta ja kemikaaleja vastaan sopivalla suojamateriaalilla. Yleisimpiä suojaustapoja ovat aaltoputket (sähkötekninen suojaputki), punottu suojasukka sekä lämpökutistuva suojasukka (kutistesukka). Jokaisella on omat etunsa ja käyttötarkoituksensa.

Putket (aaltoputket)

Muovinen aaltoputki on yleinen ratkaisu ajoneuvojen johtosarjoissa. Aaltoputki (esim. halkaistu johdonsuojaputki) on joustava muovinen putki, joka suojaa nippua hyvin hankaukselta ja puristukselta. Laadukas muoviputki säilyy kimmoisana: se kestää väsymistä ja palautuu muotoonsa jopa murskautumisen jälkeen, ja se on usein UV-suojattu kestämään auringonvaloa​. Putken sisään suljetut johdot ovat melko hyvin suojassa myös vedeltä ja lialta, varsinkin jos putki on ehjä (halkeamaton). Aaltoputken etuna onkin vahva mekaaninen suojaus ja helppo käyttöönotto – halkaistuun putkeen voi lisätä johtoja avaamatta liittimiä. Haittapuolena on, että halpa “corrugated” putki saattaa kovettua ja halkeilla moottoritilan kuumuudessa muutamassa vuodessa. Myös halkaistun putken rako voi tärinän myötä aueta ja päästää likaa sisään.

Punossukka (punottu kaapelisukka)

Punottu suojasukka on nailon- tai polyesteripunoksesta valmistettu “sukka”, joka vedetään johtonipun ympärille. Punossukka on erittäin joustava ja antaa nipulle siistin, letkumaisen ulkoasun. Avoimella punosrakenteella on se etu, että lämpö ja kosteus pääsevät haihtumaan nipusta, eli johtoihin ei keräänny lämpökuormaa​. Samasta syystä punos ei myöskään juurikaan heikennä johdinsarjan taipuisuutta – vaikka useita johtoja niputetaan yhteen, punossukka myötäilee nipun muotoa ja liikkeitä​. Punossukkia on saatavana itsestään sulkeutuvina malleina (halkaisusauma limittäen), jotka on helppo asentaa jo koottuun johtosarjaan​. Materiaaleina käytetään mm. polyesteriä (PET) tai polyamidia (PA/Nylon); ne kestävät hyvin kulutusta ja kohtuullisesti lämpöä. Esimerkiksi PET-punoshihat sietävät yleisesti noin -50…+150 °C lämpötiloja. Punossukan huonona puolena on, että se ei ole ilmatiivis tai täysin vesitiivis ratkaisu – öljy tai lika voi imeytyä punokseen ajan mittaan​. Lisäksi punossukan päät on pääteltävä (esim. teipillä tai kutistesukalla) purkautumisen estämiseksi​. Oikein asennettuna punossukka on kuitenkin kustannustehokas ja siisti tapa suojata ja niputtaa johdot autossa

.

Kutistesukka (lämpökutistuva suojasukka)

Lämpökutistuva suojasukka eli kutistesukka on usein kaikkein tiiviin ja jämäkin suoja johtosarjalle. Kutistesukka on aluksi väljä muoviputki, joka kutistetaan kuumailmapuhaltimella tiukasti johtojen päälle​. Yleisin materiaali on polyolefiini-muovi sen joustavuuden, kestävyyden ja kemikaalien sietokyvyn ansiosta​. Kutistesukka toimii samalla myös mekaanisena tukena: se estää yksittäisiä johtoja liikkumasta ja vähentää veto- ja taivutusrasitusta liitoksissa​. Kutistesuojatun johtosarjan etu on, että nipusta tulee tiivis, pyöreä ja erittäin kestävä koko matkalta – käytännössä syntyy “yksi kaapeli”, joka on helppo kiinnittää ja reitittää ajoneuvoon. Huonona puolena on huollettavuus: jos johdoissa on vikaa tai halutaan tehdä muutoksia, kutistesukka on poistettava (usein viiltämällä auki) ja vaihdettava uuteen.

Johtosarjoissa käytetään sekä liimattomia että liimallisia kutistesukkia. Liimallinen kutistesukka (ns. dual-wall) sisältää sisäpinnallaan sulavaa liimaa, joka kuumennettaessa tiivistää sukan päät ja haaroituskohdat vesitiiviiksi. Tällaista käytetään etenkin korjaus- ja lisäasennuksissa auton sähköissä. Liimaton kutistesukka puolestaan on yleinen esimerkiksi elektroniikkakokoonpanoissa ja korkeatasoisissa moottoriurheilun johtosarjoissa, joissa tiivistys tehdään muilla menetelmillä (kuten erillisillä muotosukilla/booteilla ja liimamassalla). Johtosarjan päällystämistä ei kannata tehdä liimallisella kutistesukalla, koska se estää johtojen liikkumisen, ja näin ollen johtosarjaa voi sen jälkeen käyttää rautakankena. Eli johtosarjan suojaukseen liimaton, ja päätyihin / jatkoksiin voi käyttää sitten liimallista. Ja myös se kannattaa huomioida että kaikista halvimmat kannattaa jättää suosiolla kauppaan. On tullut jopa vastaan kutistesukkaa joka halkeaa omaan kutistumiseensa, eli kun kiristyi tarpeeksi niin se aina halkesi

Raychem DR-25 vs. tavallinen kutistesukka

Kutistesukista puhuttaessa nousee usein esiin Raychem DR-25 – eräänlainen “kutistesukkien kuningas”, jota käytetään laajasti motorsport- ja ilmailupuolen johtosarjoissa. Miten tämä DR-25 eroaa tavallisesta kutistesukasta? Lyhyesti: DR-25 on suunniteltu kaikkein vaativimpiin olosuhteisiin, kun taas perus-kutistesukka riittää vähemmän kriittisiin kohteisiin.

Raychem DR-25 on materiaaliltaan elastomeeripohjainen, säteilyristisilloitettu polyolefiini. Se on erittäin taipuisa ja kestävä sukka, joka kestää jatkuvasti korkeita lämpötiloja (-75°C…+150 °C) sekä altistusta polttoaineille, öljyille, hydraulinesteille ym. liuottimille​. DR-25 on myös paloa hidastava (itsestään sammuva) ja mekaanisesti kulutusta kestävä materiaali​. Käytännössä se on kevyt ja pitkäikäinen suoja, joka on suunniteltu esim. sotilasajoneuvojen, kilpa-autojen ja lentokoneiden johtosarjojen päällystämiseen​. DR-25-kutistesukka kutistuu suhteessa 2:1 ja saavuttaa lopullisen muotonsa noin +150 °C lämpötilassa​. Sen erinomainen lämpö- ja kemikaalikesto on standardoitu (esim. MIL-DTL-23053/16 ja Def. Stan. 59-97 -vaatimusten mukaisesti​), ja siksi DR-25 on monen ammattilaisen ensisijainen valinta vaativissa kohteissa​

Tavallinen kutistesukka sen sijaan on usein kaupallinen polyolefiinisukka, jolla on hieman rajatummat ominaisuudet. Peruskutistesukat (esim. elektroniikkakauppojen yleismallit) on tyypillisesti mitoitettu noin -55…+125 °C lämpöalueelle ja kohtalaiseen kemikaalien kestoon. Ne tarjoavat kyllä joustavan, sähköä eristävän ja mekaanisesti suojaavan päällysteen johtimille​, mutta eivät välttämättä kestä jatkuvaa altistusta polttoainehöyryille tai kilpakäytön lämpökuormille yhtä hyvin kuin DR-25. Tavallinen kutistesukka voi ajan myötä kovettua ja halkeilla esimerkiksi moottoritilan kuumuudessa (riippuen materiaalin laadusta). Toisaalta perussukat ovat edullisia ja niillä on paikkansa: esimerkiksi kotiasennuksissa ja kevyemmissä johtosarjoissa ne toimivat riittävästi tuomaan siisteyttä ja suojaa johtonippuun.

Yhteenvetona: DR-25 on suunniteltu vaativaan käyttöön, missä halutaan paras mahdollinen suojaus ja pitkä käyttöikä (esim. kilpa-ajo, ilmailu). Se on hinnaltaan kalliimpi, mutta tarjoaa mm. erinomaisen joustavuuden, laajan lämpötilansiedon (jopa 150 °C asti) sekä vastustuskyvyn kulumiselle ja polttoaineille​. Tavallinen kutistesukka on kustannustehokkaampi ja arkisempi ratkaisu silloin, kun äärimmäistä suorituskykyä ei tarvita. Huomionarvoista on, että concentric twisting -menetelmä (josta myöhemmin lisää) on alun perin kehitetty juuri DR-25-kutistesukan asennuksen helpottamiseksi: tasapainoisesti punottu johdonippu on paljon helpompi pujottaa kutistesukan sisään kuin epätasainen ja “lönttönen” johtorypäs​