elektronisch apparaten vereisen bevestigingsmiddelen voor het vastzetten van printplaten, het monteren van dochterborden, het sluiten van panelen en ander gebruik. Er zijn veel soorten schroeven, moeren en klinknagels gemaakt van verschillende materialen. De selectie van bevestigingsmiddelen moet rekening houden met de unieke behoeften van elektronische toepassingen, waaronder elektrische isolatie, weerstand tegen corrosie en trillingen, lichtgewicht, niet-magnetische eigenschappen en blinde installatie.
Dit artikel bespreekt verschillende nylon bevestigingsmiddelen, hun selectie en hun toepassing. Ter illustratie worden voorbeelden van Essentra Components gebruikt, waaronder schroeven, moeren, drukknopen, weerhaken en popnagels.
Waarom nylon voor bevestigingsmiddelen?
Nylon is een familie van hoogwaardige technische thermoplastische lineaire polyamiden met hoge mechanische sterkte, goede vermoeidheids-, slag- en corrosieweerstand en uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen. Het is ook licht van gewicht in vergelijking met metalen zoals aluminium en biedt een hogere slijtvastheid. Deze eigenschappen maken het ideaal voor elektronische toepassingen. Naarmate elektronische apparaten kleiner worden, is gewichtsvermindering een belangrijk ontwerpdoel. Vanuit het oogpunt van betrouwbaarheid en gebruikerservaring kan een losse metalen sluiting in een actief elektronisch apparaat een ramp zijn; een losse, niet-geleidende nylon sluiting is alleen maar vervelend.
De meest voorkomende soorten nylon die worden gebruikt in bevestigingsmiddelen voor technische toepassingen zijn nylon 6 en nylon 6/6. Nylon 6 is een polymeer dat is afgeleid van meerdere monomeren, elk met zes koolstofatomen. De chemische formule van nylon is (C6H11NO)n. Nylon 6/6 bestaat uit twee monomeren met elk zes koolstofatomen: vandaar de naam nylon 6/6.
Nylon 6/6 is het meest gebruikte materiaal voor bevestigingsmiddelen vanwege de lagere kosten en het iets hogere temperatuurbereik.
Soorten bevestigingsmiddelen
Een bevestigingsmiddel is een hardwareapparaat dat twee of meer objecten mechanisch, permanent of niet-permanent, met elkaar verbindt. Populaire mechanische bevestigingsmiddelen zijn schroeven, moeren en klinknagels.
Een schroef is een bevestigingsmiddel dat gebruik maakt van een spiraalvormige groef (draad) die in de buitenkant van een cilindrisch lichaam is gesneden. Het past in een omgekeerde spiraalvormige groef die in de binnenkant van een passend gat is gesneden. Door de schroef in het schroefdraadgat te draaien, wordt deze in het pasvlak gebracht. Een schroef wordt voornamelijk gespecificeerd op basis van de grote diameter, spoed, lengte, koptype en aandrijftype (Figuur 1).
De spoed van de schroefdraad is de afstand die de schroef in één slag voortbeweegt of de afstand tussen de toppen van aangrenzende schroefdraden. In de Verenigde Staten (VS) wordt dit gewoonlijk gespecificeerd aan de hand van het aantal draden per lengte-eenheid. De Unified Thread Standard (UTS) gebruikt de inch (inch) als eenheidslengte in Noord-Amerika. UTS-schroeven worden gespecificeerd op basis van hun nominale diameter en draadaantal; ¼-20 is bijvoorbeeld een schroef met een diameter van ¼ inch met een draadtelling van 20 draden per inch.
Schroeven met een diameter van minder dan ¼ inch worden gespecificeerd door een geheel getal, van 0 tot 16, dat de maat wordt genoemd. Hoe groter het meternummer, hoe groter de diameter.
De grootste diameter van een schroef kan worden bepaald door het meternummer te vermenigvuldigen met 0.013 en het product toe te voegen aan 0.060 inch. Een #6 schroef heeft dus een diameter van (6 * 0.013) + 0.060 of 0.138 inch (3.5 mm).
Er is ook een metrische standaard waarbij schroeven worden aangeduid met de letter M, gevolgd door de grootste diameter van de schroef in mm en vervolgens de spoed in mm.
Een voorbeeld van een UTS nylon schroef, de Essentra Components 011024H100, is een 1 mm lange nylon dop #25.4-10 schroef met een zeskantige kop. De Essentra Components 24HN is een bijpassende #0401024-10 nylon zeskantmoer. #24 bevestigingsmiddelen hebben een grote diameter van 10 inch (0.19 mm).
De keuze van de koptypes is afhankelijk van de toepassing. Platte en ovale koppen met verzonken gaten bieden randvrije oppervlakken die niet aan kleding of voorwerpen blijven haken. Inbus- en cilinderkopschroeven hebben over het algemeen een hogere kophoogte en worden vaak gebruikt in verzonken gaten. Schroeven met platte bodem, zoals binder-, pan- en knopkoppen, worden gebruikt om draden in klemmenstroken vast te houden. Zeskant- en inbuskoppen zijn bedoeld voor toepassingen die een hoog koppel vereisen.
Sleufschijven zijn het meest basale schijftype en kunnen het beste handmatig worden aangedreven. Phillips-, zeskant- en dopsleutels worden vaak gebruikt bij elektrische aandrijvingen om te voorkomen dat het hoofd van de bestuurder van de schroef glijdt.
Klinknagels
Een klinknagel is een mechanisch bevestigingsmiddel zonder schroefdraad dat componenten bij elkaar houdt. Er zijn veel soorten nylon klinknagels, waaronder snap-in, prikkeldraad of dennenboom, push-in, montageknop en blind of pop. Hun installatiekenmerken omvatten permanent, verwijderbaar en blind. Ongeacht het type vereisen alle klinknagels een voorgeboord gat door de verbindingscomponenten. Verschillende klinknagelstijlen gebruiken verschillende verankeringsmechanismen. De Essentra Components SR-3075W klikklinknagel maakt bijvoorbeeld gebruik van een uitzetbare doorvoertule (Afbeelding 2).
Nadat een klikklinknagel in een gat is gestoken, wordt de kop naar binnen gedrukt en zet de doorvoertule uit om deze te verankeren. Een klinknagel wordt gespecificeerd door zijn kopdiameter, lengte, klinknageldiameter en greepbereik. Het gripbereik is de dikte van de bevestigde componenten waarover de klinknagel correct zal werken. De Essentra Components SR-3075W heeft een kopdiameter van 0.253 mm (6.4 inch), een lengte van 0.295 mm (7.5 inch), een klinknageldiameter van 0.118 mm (3 inch) en een greepbereik van 0.197 tot 0.236 mm. inch (5 tot 5.99 mm). Dit type nylon klinknagel kan worden verwijderd door de kop omhoog te trekken.
Een klinknagel met weerhaken of dennenboom, zoals de Essentra Components 27XT1250250, gebruikt een geribbelde schacht om de componenten vast te zetten (Figuur 3).
De ribben van de klinknagel met weerhaken zijn onder een hoek geplaatst om samen te drukken bij het inbrengen, maar vergrendelen zich in de zijkanten van het gat om terugtrekken te voorkomen. Deze klinknagels werken met onderdelen van metaal, schuim, rubber, plastic en zelfs hout.
De Essentra Components 27XT1250250 is bedoeld voor een gat van 0.125 mm (3.18 inch). Het heeft een lengte van 0.321 inch (8.15 mm) en een greepbereik van 0.062 tot 0.250 inch (1.58 tot 6.35 mm).
Een ander type klinknagel met weerhaken is een tweedelige ratelklinknagel, zoals de Essentra Components BR1-226-01. Dit type bevestigingsmiddel werkt goed om dunne componenten met elkaar te verbinden. Het werkt door de twee helften van de ratelklinknagel met elkaar te verbinden en zo een enkele sluiting te vormen (Figuur 4).
Voor de Essentra Components BR1-226-01 is een gatdiameter van 0.281 mm (7.14 inch) vereist. Het is 0.226 mm (5.74 inch) lang en heeft een gripbereik van 0.235 tot 0.297 mm (5.97 tot 7.54 inch).
Drukklinknagels, zoals de Essentra Components 61PR400600 (Figuur 5), zorgen voor een snelle, betrouwbare en permanente bevestiging. Deze klinknagels aan de blinde kant vereisen geen toegang tot de achterkant van de samengevoegde componenten.
Duwklinknagels worden geïnstalleerd door het lichaam van de klinknagel in het paneelgat te steken en de bevestigde plunjer in het geheel te drukken met behulp van een installatiegereedschap om de klinknagel uit te zetten. De Essentra Components 61PR400600 is 0.445 mm (11.3 inch) lang en wordt gemonteerd in een gat van 0.187 mm (4.75 inch). Het heeft een gripbereik van 0.078 tot 0.375 mm (1.98 tot 9.53 inch).
De Essentra Components 27AC0011 montageknop of kanoclip is een eenvoudig te installeren bevestigingsmiddel voor het zonder gereedschap vastzetten van plaatwerk onderdelen of lichte componenten (Figuur 6).
De installatie is zo eenvoudig als het duwen van het klinknagellichaam in een voorgeboord rond gat en het aandrukken van de klinknagelkop totdat deze op zijn plaats klikt. Deze klinknagel past in een gat van 0.192 mm (4.9 inch) en is 0.515 mm (13.08 inch) lang. Het heeft een gripbereik van 0.165 tot 0.185 mm (4.2 tot 4.7 inch).
Een pop- of clinch-klinknagel is een andere blindklinknagel die geen toegang tot de achterkant van het paneel vereist. De Essentra Components CR32-2-1 precisiegegoten nyloneenheid is een voorbeeld (Figuur 7).
De CR32-2-1 heeft een doorn die door het klinknagellichaam gaat. De klinknagel wordt in het gat gestoken en er wordt een popnagelgereedschap gebruikt om de doorn door het lichaam van de klinknagel te trekken. Hierdoor klapt het klinknagellichaam in, zet uit tegen het gat en vergrendelt de componenten aan elkaar. Deze klinknagel heeft een diameter van 0.126 inch (3.2 mm) en een lengte van 0.378 inch (9.6 mm). Het vereist een gatdiameter van 0.130 mm (3.3 inch) en heeft een gripbereik van 0.157 tot 0.276 mm (4.0 tot 7.0 inch).
Elk type klinknagel wordt aangeboden in een reeks diameters en lengtes om aan de vereisten van een toepassing te voldoen.
Klinknagels specificeren
Met de Essentra Components-catalogus kunt u eenvoudig de benodigde klinknagelgrootte selecteren. De gebruiker begint met het kiezen van een soort klinknagel. Vervolgens biedt de catalogus, op basis van de dikte van de verbindingscomponenten, een reeks geschikte gatdiameters en klinknagellengtes voor dat greepbereik (Afbeelding 8).
Een voorbeeld van selecties van klikklinknagels voor een gatdiameter van 0.083 tot 0.087 inch (2.1 tot 2.2 mm) toont zeven geschikte modellen. Voor een gripbereik van 0.205 tot 0.225 mm (5.2 tot 5.7 inch) is de klinknagel van 0.295 mm (7.5 inch) lang (lijn 7) vereist om de noodzakelijke houddikte te bereiken.
Conclusie
Nylon bevestigingsmiddelen bieden veel voordelen voor elektronica, apparaten en automobieltoepassingen. Ze zijn lichter dan hun metalen tegenhangers, zijn niet geleidend en corrosiebestendig en zijn verkrijgbaar in vele soorten en maten.