Nylon bevestigingsmiddelen selecteren en gebruiken

Elektronische apparaten hebben bevestigingsmiddelen nodig voor het vastzetten van printplaten, het monteren van dochterkaarten, het sluiten van panelen en andere toepassingen. Er zijn veel soorten schroeven, moeren en klinknagels van verschillende materialen. Bij de keuze van bevestigingsmiddelen moet rekening worden gehouden met de unieke behoeften van elektronische toepassingen, waaronder elektrische isolatie, corrosie- en trillingsbestendigheid, licht gewicht, niet-magnetische eigenschappen en blinde installatie.

Dit artikel bespreekt verschillende nylon bevestigingsmiddelen, hun selectie en hun toepassing. Voorbeelden van Essentra Components, waaronder schroeven, moeren, popnagels, klinknagels met weerhaak en popnagels, worden ter illustratie gebruikt.

Waarom nylon voor bevestigingsmiddelen?

Het nylon is een familie van hoogwaardige techniek thermoplastische lineaire polyamiden met hoge mechanische sterkte, goede moeheids, effect en corrosieweerstand, en uitstekende elektrische isolerende eigenschappen. Het is ook lichter dan metalen zoals aluminium en biedt een hogere slijtvastheid. Deze eigenschappen maken het ideaal voor elektronische toepassingen. Omdat elektronische apparaten steeds 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 slechts een ergernis.

De meest gebruikte soorten nylon in bevestigingsartikelen voor technische toepassingen zijn nylon 6 en nylon 6/6. Nylon 6 is een polymeer dat is afgeleid van meerdere monomeren met elk zes koolstofatomen. De chemische formule van nylon is (C6H11NO)n. Nylon 6/6 wordt gemaakt van 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 apparaat dat twee of meer voorwerpen 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 (schroefdraad) die in de buitenkant van een cilindrisch lichaam is uitgesneden. Het sluit aan op een omgekeerde spiraalvormige groef die in de binnenkant van een tegenoverliggend gat is uitgesneden. Door de schroef in het gat met schroefdraad te draaien, wordt deze in het contrasterende oppervlak gedraaid. Een schroef wordt voornamelijk gespecificeerd aan de hand van de hoofddiameter, schroefdraadspoed, lengte, koptype en aandrijvingstype (Afbeelding 1).

Afbeelding 1: Schroeven worden gespecificeerd op kop, aandrijving, hoofddiameter, schroefdraadafstand en lengte. (Bron afbeelding: Auteur, met materiaal van Essentra Components)

De schroefdraadafstand is de afstand die de schroef in één draai vooruitgaat of de afstand tussen de pieken van aangrenzende draden. In de Verenigde Staten (VS) wordt het meestal gespecificeerd aan de hand van het aantal draden per lengte-eenheid. De Unified Thread Standard (UTS) gebruikt de inch (in.) als lengte-eenheid in Noord-Amerika. UTS-schroeven worden gespecificeerd aan de hand van hun nominale diameter en schroefdraadtelling; ¼-20 is bijvoorbeeld een schroef met een diameter van ¼ inch met een schroefdraadtelling van 20 draden per inch.

Schroeven met een diameter kleiner dan ¼ in. worden gespecificeerd met een geheel getal, 0 tot 16, dat de kaliber wordt genoemd. Hoe groter het getal, hoe groter de diameter.

De grootste diameter van een schroef kan worden bepaald door het getal van de kaliber te vermenigvuldigen met 0,013 en het product op te tellen bij 0,060 in. Een #6 schroef heeft dus een diameter van (6 * 0,013) + 0,060 of 0,138 in. (3,5 mm).

Er is ook een metrische standaard waarbij schroeven worden aangeduid met de letter M gevolgd door de hoofddiameter van de schroef in mm en vervolgens de schroefdraadafstand in mm.

Een voorbeeld van een UTS nylon schroef, de Essentra Components 011024H100, is een 25,4 mm lange #10-24 nylon dopschroef met een zeskantkop. De Essentra Components 0401024HN is een contrasterende #10-24 nylon zeskantmoer. #10-bevestigingen hebben een hoofddiameter van 4,826 mm (0,19 inch).

De keuze van het type kop hangt af van de toepassing. Vlakke 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 grotere kophoogte en worden vaak gebruikt in gaten met een tegenboring. Schroeven met een platte bodem zoals bind-, pan- en knoopschroeven worden gebruikt om draden in klemmenstroken vast te zetten. Zeskantbouten en inbusbouten zijn bedoeld voor toepassingen waarbij een hoog aanhaalmoment nodig is.

Gegroefde aandrijvingen zijn het meest basale aandrijvingstype en kunnen het best handmatig worden aangedreven. Phillips, hex en socket aandrijvingen worden vaak gebruikt met elektrische schroevendraaiers om te voorkomen dat de kop van de schroevendraaier van de schroef glijdt.

Klinknagels

Een klinknagel is een mechanisch bevestigingsmiddel zonder schroefdraad dat onderdelen bij elkaar houdt. Er zijn veel soorten nylon klinknagels, waaronder snap-in, weerhaaknagels of sparrenboomnagels, druknagels, bevestigingsknopen en blindklinknagels of popnagels. Hun installatiekenmerken zijn permanent, verwijderbaar en blind. Ongeacht het type hebben alle klinknagels een voorgeboord gat door de samenwerkende onderdelen nodig. Verschillende klinknagelstijlen gebruiken verschillende verankeringsmechanismen. De Essentra Components SR-3075W-snapnagel maakt bijvoorbeeld gebruik van een expanderende tule (Afbeelding 2).

Afbeelding 2: Een snapklinknagel, zoals de SR-3075W, maakt gebruik van een uitzetring om hem te verankeren. (Bron afbeelding: Auteur, met materiaal van Essentra Components)

Nadat een snapklinknagel in een gat is geplaatst, wordt de kop ingedrukt en zet de doorvoertule uit om hem te verankeren. Een klinknagel wordt gespecificeerd aan de hand van de kopdiameter, lengte, klinknageldiameter en greepbereik. Gripbereik is de dikte van de bevestigde onderdelen waarover de klinknagel correct zal werken. De Essentra Components SR-3075W heeft een kopdiameter van 0,253 in. (6,4 mm), een lengte van 0,295 in. (7,5 mm), een klinknageldiameter van 0,118 in. (3 mm) en een grijpbereik van 0,197 tot 0,236 in. (5 tot 5,99 mm). Dit type nylon klinknagel kan worden verwijderd door de kop omhoog te trekken.

Een klinknagel met weerhaak of dennenboom, zoals de Essentra Components 27XT1250250, maakt gebruik van een geribbelde steel om de onderdelen vast te zetten (Afbeelding 3).

Afbeelding 3: De ribbels van klinknagels met weerhaak, zoals de 27XT1250250, zijn zo gebogen dat ze gemakkelijk in een gat glijden en voorkomen dat de klinknagel wordt verwijderd. (Bron afbeelding: Auteur, met materiaal van Essentra Components)

De ribben van de klinknagel met weerhaak hebben een hoek zodat ze samengedrukt worden bij het inbrengen, maar vastzitten in de zijkanten van het gat om terugtrekken te voorkomen. Deze klinknagels werken met metalen, schuimrubberen, plastic en zelfs houten onderdelen.

De Essentra Components 27XT1250250 is bedoeld voor een gat van 0,125 inch (3,18 mm). Het heeft een lengte van 8,15 mm (0,321 inch) en een greepbereik van 1,58 tot 6,35 mm (0,062 tot 0,250 inch).

Een ander type klinknagel met weerhaak is een tweedelige ratelklinknagel, zoals de Essentra Components BR1-226-01. Dit type bevestiging werkt goed om dunne onderdelen aan elkaar te bevestigen. Het werkt door de twee ratelklinknagelhelften samen te voegen tot een enkele sluiting (Afbeelding 4).

Afbeelding 4: De twee delen van de BR1-226-01-ratelklinknagel grijpen in elkaar om een stevige verbinding te vormen. (Bron afbeelding: Auteur, met materiaal van Essentra Components)

Voor de Essentra Components BR1-226-01 is een gatdiameter van 0,281 inch (7,14 mm) vereist. Het is 5,74 mm lang en heeft een gripbereik van 5,97 tot 7,54 mm.

Duwklinknagels, zoals de Essentra Components 61PR400600 (Afbeelding 5), zorgen voor een snelle, betrouwbare en permanente bevestiging. Deze blindklinknagels vereisen geen toegang tot de achterkant van de samengevoegde onderdelen.

Afbeelding 5: Door op de voorgemonteerde plunjer van de 61PR400600 te duwen, wordt de klinknagel gespreid voor een stevige, permanente verbinding. (Bron afbeelding: Auteur, met materiaal van Essentra Components)

Duwklinknagels worden geïnstalleerd door het lichaam van de klinknagel in het paneelgat te steken en de bevestigde plunjer in de assemblage te drukken met behulp van een installatiegereedschap om de klinknagel uit te zetten. De Essentra Components 61PR400600 is 11,3 mm lang en wordt in een gat van 4,75 mm gemonteerd. Het heeft een gripbereik van 1,98 tot 9,53 mm (0,078 tot 0,375 inch).

De Essentra Components 27AC0011-montageknop of -kanoclip is een eenvoudig te installeren bevestigingsmiddel om plaatdelen of lichte componenten zonder gereedschap vast te zetten (Afbeelding 6).

Afbeelding 6: De 27AC0011-montageknop is ideaal om dun plaatmetaal of lichte onderdelen bij elkaar te houden. (Bron afbeelding: Auteur, met materiaal van Essentra Components)

De installatie is zo eenvoudig als het klinknagelhuis in een voorgeboord rond gat duwen en op de klinknagelkop drukken tot deze vastklikt. Deze klinknagel past in een gat van 4,9 mm (0,192 inch) en is 13,08 mm (0,515 inch) lang. Het heeft een gripbereik van 4,2 tot 4,7 mm (0,165 tot 0,185 inch).

Een popnagel is een andere blindklinknagel waarvoor je niet aan de achterkant van het paneel hoeft te komen. De Essentra Components CR32-2-1 precisie gegoten nylon unit is hier een voorbeeld van (Afbeelding 7).

Afbeelding 7: Voor een popklinknagel is een gereedschap nodig om de mandril van de klinknagel naar de klinknagelkop te trekken, waardoor de klinknagel in elkaar zakt en tegen het gat klapt. (Bron afbeelding: Essentra Components)

De CR32-2-1 heeft een mandril die door het klinknagelhuis gaat. De klinknagel wordt in het gat gestoken en een popnagelgereedschap wordt gebruikt om de mandril door het lichaam van de klinknagel te trekken. Hierdoor klapt het klinknagelhuis in elkaar, zet het uit tegen het gat en worden de onderdelen aan elkaar vastgemaakt. Deze klinknagel heeft een diameter van 3,2 mm en een lengte van 9,6 mm. Het heeft een gatdiameter van 3,3 mm (0,130 inch) nodig en een gripbereik van 4,0 tot 7,0 mm (0,157 tot 0,276 inch).

Elk type klinknagel wordt aangeboden in een reeks diameters en lengtes om te voldoen aan de vereisten van een toepassing.

Klinknagels specificeren

De Essentra Components catalogus maakt het eenvoudig om de benodigde klinknagelmaat te selecteren. De gebruiker begint met het kiezen van een type klinknagel. Vervolgens geeft de catalogus, op basis van de dikte van de te verbinden onderdelen, een reeks geschikte gatdiameters en klinknagellengtes voor dat greepbereik (Afbeelding 8).

Afbeelding 8: De Essentra-catalogus biedt een methode om klinknagels te selecteren op basis van de dikte van de te verbinden onderdelen. (Bron afbeelding: Essentra Components)

Een selectie van snapklinknagels voor een gatdiameter van 2,1 tot 2,2 mm toont zeven geschikte modellen. Voor een grijpbereik van 5,2 tot 5,7 mm (0,205 tot 0,225 in.) is een klinknagel van 7,5 mm (0,295 in.) lang (lijn 7) nodig om de benodigde houddikte te verkrijgen.

Conclusie

Nylon bevestigingsmiddelen bieden veel voordelen voor elektronica, apparaten en automobieltoepassingen. Ze zijn lichter dan hun metalen tegenhangers, niet-geleidend en corrosiebestendig en verkrijgbaar in vele soorten en maten.