DE2456977A1 - Zugentlastung fuer leitungsanschluesse - Google Patents

Zugentlastung fuer leitungsanschluesse

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DE2456977A1 DE19742456977 DE2456977A DE2456977A1 DE 2456977 A1 DE2456977 A1 DE 2456977A1 DE 19742456977 DE19742456977 DE 19742456977 DE 2456977 A DE2456977 A DE 2456977A DE 2456977 A1 DE2456977 A1 DE 2456977A1
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Description

PATENTANWÄLTE
Dr. - Ing. HANS RUSCHKE ο Λ R R Q 7 7
Dipl. - Ing. OLAF RUSCHKE L * g U g ' '
Dipl.-lng.HANS E. RUSCHKE
8 MÜNCHEN 80
Pienzenauerstraße 2
τ 1221 3. 12. 74
'TRW, Inc.
Los Angeles, Kalifornien'
Ver.-St. Amerika
"Zugentlastung für Leitungsanschlüsse"
Die Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Leitungsanschlußvorrichtungen und insbesondere auf für sie bestimmte Zugentlastungen.
Es ist häufig wünschenswert oder sogar notwendig, Vorrichtungen zur Zugentlastung an Leitungsdrähten vorzusehen. Dies ist besonders der Pail bei Drahtanschlüssen an Drähten oder Drahtanschlüssen an Steckern oder, ganz allgemein, bei Anschlußverbindungen aller Art. Die voraussichtliche Manipula-
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tion, der Zuverlässigkeitsgrad und die Lebenswerwartung einer Anschlußstelle sind einige der Paktoren, die die notwendige Wirksamkeit einer Zugentlastung bestimmen.
Die'meisten Zugentlastungen für Anschlüsse sind in Isolatoren eingebaut, die die Anschlußstelle und/oder die Kontaktteile haltern. In anderen Ausführungsformen wird eine Zugentlastung durch eigene Vorrichtungen, beispielsweise Schellen, erreicht. In diesen wird der Draht gewöhnlich .eingespannt oder in anderer Weise festgehalten und an einem Befestigungspunkt hinter der eigentlichen Anschlußstelle befestigt. Im allgemeinen sollen die Übertragung von Kräften auf den Draht und die Bewegung des Drahtes in Bezug auf den Anschlußpunkt vermieden werden.
Mit dem Aufkommen von Kleinststeckern mit hoher Anschlußdichte und mit zunehmender Verwendung von elektrischen und elektronischen Kleinstteilen ergaben sich Schwierigkeiten bei der Konstruktion von Zugentlastungsvorrichtungen, die einerseits stark genug sein mussten, um die zu erwartenden Zugspannungen aufzunehmen, die aber andrerseits in dem für derartige Bauteile verfügbaren Raum untergebracht und aus den in dieser Technik üblichen Materialien hergestellt werden konnten. Miniaturisierung bedeutet zwangsläufig die Verwendung kleinerer, feinerer und verhältnismäßig schwacher Teile. In der Praxis werden die auf die Teile ausgeübten Kräfte nicht im Maße der Bauteileverkleinerung reduziert.
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Diese Probleme sowie die bei der Massenherstellung von Spritzguß-Isolierteilen auftretenden Probleme sind allgemein bekannt. Beispielsweise wird in dem sich auf einen bandartigen Stecker beziehenden US-Patent No. 3 747 050 eine Verbindung dargestellt mit Anschlüssen an einem 2,1 mm stärken Mittelabschnitt mit Anschlußteilen aus 0,15 mm dickem Metall.
Das Aufkommen ungelöteter Anschlüsse für derartige Verbindungen hat den Bedarf an wirksamen Zugentlastungen erhöht und die Probleme für zuverlässige, wirtschaftlich preisgünstige Anschlußsysteme noch verstärkt. Die Bauweise elektronischer Kleinstteile hat die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Bauteile und insbesondere die Anforderungen in Bezug auf geringe Änderungen des Kontaktwiderstands an den Anschlußstellen stark erhöht. Die Anforderungen in Bezug auf den Kontaktwiderstand berühren in der Nachrichtentechnik bekannte Probleme, da genaue Anforderungen formuliert worden sind und nur extrem kleine Änderungen des Kontaktwiderstands an Anschlußpunkten toleriert werden können. So wurde zum Beispiel die Norm aufgestellt, daß in einem'typischen Miniaturstecker mit hoher Anschlußdichte für nachrichtentechnische Zwecke die Änderungen des Kontaktwiderstands nicht 0,25 Milliohm in weniger als 10000 Kontaktelementen mit einem Zuverlässigkeitsgrad von 95 i° überschreiten dürfen.
Die erfindungsgemäße Leitungsanschlußvorrichtung und insbesondere ihre Zugentlastung verringern die meisten dieser
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Probleme in einer wirtschaftlich tragbaren Form. Besonders zweckmäßig ist die erfindungsgemäße Anordnung bei Miniatursteckern mit hoher Anschlußdichte, die gewöhnlich in Kabel-Kabelverbindungen, bei der Gestellmontage und beim Schalttafeleinbau in nachrichtentechnischen Systemen der oben angegebenen Güteklasse verwendet werden. Die Bauteile müssen in sehr großen Stückzahlen hergestellt werden und die oben angegebenen Zuverlässigkeitskriterien und Kennwerte müssen eingehalten werden.
In der erfindungsgemäßen Leitungsanschlußvorrichtung mit der einen Teil des Anschlußsystems bildenden Zugentlastung wird ein isolierter Draht in einem zur Drahtaufnahme ausgebildeten Kanal zwischen Seitenwänden durch Vorsprünge festgehalten, die von der Oberkante der Seitenwände ausgehen und nach unten abgewinkelt aufeinander zulaufen.. Die anschlußseitigen Kanten der Vorsprünge stehen voneinander ab und ergeben einen Zwischenraum zum Drahtdurchlaß zwischen den Vorsprüngen, in die ein Draht eingeführt werden kann, wobei die auf den Draht ausgeübten Zugkräfte aufgenommen werden.
Figur 1 ist eine teilweise perspektivische Ansicht einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2 ist eine teilweise Seitenansicht einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3 ist eine teilweise Aufsicht auf eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung.
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Figur 4 ist ein Querschnitt durch eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung längs der in Figur 2 mit IV-IV bezeichneten Linie.
Figur 5 ist ein perspektivischer Querschnitt durch eine Steckverbindung hoher Anschlußdichte mit Kontaktbändern, in der die vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Kontaktteils für den Stecker mit hoher Kontaktdichte.
Figur 7 ist eine Mikrophotographie des Querschnitts längs der in Figur 2 mit IV-IV bezeichneten Linie und zeigt einen in die Zugentlastung eingesetzten Draht der Standardgröße 24. Die Drahtisolation erscheint infolge Unzulänglichkeiten der photographischen Wiedergabe nicht.
Die erfindungsgemäße Zugentlastung ist in Figuren 1 bis als Seil eines zur Drahtaufnahme ausgebildeten Anschlußabschnitts eines bandförmigen Kontaktteils zur Verwendung in der in Figur 5 dargestellten Steckverbindung mit hoher Anschlußdichte gezeigt.
Zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist darauf hinzuweisen, daß der bandartige Kontaktabschnitt aus einem einzigen Metallblech durch Stanzen, Biegen, Verformen oder andersartige Bearbeitung des Bleches zur gewünschten Form erhalten wird. So wird beispielsweise 0,15 mm dickes Kadmiumbronzeblech verwendet.
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In den Figuren beziehen sich die mit "a" versehenen Bezugsnummern auf Teile, die zu den mit den gleichen Bezugsnummern ohne Anfügung des "a" gekennzeichneten Teilen gegensinnig angeordnet sind. Bei der Beschreibung werden nur die letzteren Bezugszeichen verwendet, doch bezieht sich die Beschreibung auch auf die mit "a" bezeichneten Teile, sofern nicht Abweichungen von dieser Regel ausdrücklich erwähnt werden.
Der zur Drahtaufnahme ausgebildete Abschnitt hat die Form eines Kanals, der aus Seiten 2 und Boden 3 besteht und in den Draht 4 eingepaßt wird. Draht 4 ist so hergerichetet, daß ein · elektrischer Kontakt mit den aus den Seiten 2 ausgeformten Backen 5 besteht.
Die Zugentlastung ist am hinteren Ende der Anschlußvorrichtung angebracht und vor ihr durch einen in den Seiten eingearbeiteten Schlitz 6 getrennt. Der Schlitz erlaubt eine begrenzte elastische Verbiegung der Zugentlastung ohne daß hierbei eine Kraft nach vorne auf die elektrischen Anschlußstellen übertragen wird, wie im folgenden noch im einzelnen beschrieben. Die Seiten 2 der Zugentlastung stehen soweit voneinander ab, daß ein isolierter Draht 4 in dem so geschaffenen Kanal leicht eintreten kann und dauerhaft aufgenommen werden kann. Vorsprünge 7 sind an den oberen Enden der Seiten 2 angebracht und erstrecken sich von denselben unter einem bestimmten Winkel nach unten, sodaß sie in den Kanal weisen. Die anschlußsextigen Endkanten 8 der Vorsprünge liegen einander in einem Abstand
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gegenüber, der geringer ist als der Durchmesser, des vom Kanal aufzunehmenden Drahts, sodaß zwischen den Endkanten ein Raum zum Durchlaß, des Drahts und darunter ein Raum zur Aufnahme des Drahtes gebildet werden. Der Durchlaßraum muß größer sein als der leitende Drahtabschnitt-, aber geringer als der Außendurchmesser des isolierten Drahts.
Eindellungen 9 sind direkt hinter den Vorsprüngen in der Nähe der Endkanten 8 in. die Seiten 2 eingearbeitet. Es erwies sich als zweckmäßig, die Vorsprünge 7 an den entsprechenden Eindellungen 9 anliegend auszubilden.
Wenn beispielsweise das Anschlußsystem mit der Zugentlastung. für isolierten Draht der Standardgröße 24 ausgelegt ist, beträgt der Durchlaßraum zwischen den anschlußseitigen Endkanten 8 der VorSprünge 0,3 mm. Der Zwischenraum zwischen den Seiten 2 beträgt 0,95 mm. Die Eindellungen 9 erstrecken sich 0,075 mm weit in den Raum zur Drahtaufnahme. Der Durchmesser des Drahts der Standardgröße 24 beträgt 0,5 mm. Wegen der möglichen nach außen gerichteten Bewegung, die im folgenden noch beschrieben wird, beträgt der Durchlaßraum für den Draht nach dessen Einsetzen etwa 0,575 mm.
Beim Einsetzen wird isolierter Draht 4 über den Abschnitt zur Zugentlastung angelegt, sodaß ein Drahtabschnitt über dem elektrischen Anschlußteil liegt. Draht 4 wird dann gewöhnlich mit einem Spezialwerkzeug nach unten in den Kanal gedruckt. Wenn Draht 4 an den Vorsprüngen 7 und insbesondere an deren
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Endkanten 8 vorbeigleitet, werden diese Teile etwas auseinander gebogen, um den Draht durchzulassen. Die Eindellungen 9 verhindern dabei, daß die Vorsprünge 7 gegen die Seiten 2 gedrückt werden. Die Vorsprünge 7 bleiben deshalb unter einem bestimmten Winkel nach unten aufeinander zu weisend und in den zur Drahtaufnahme bestimmten Kaum hineingebogen. Beim Einsetzen des Drahts in den Kanal deformiert sich dessen isolierende Umhüllung elastisch in der in Pigur 4 angedeuteten Weise.
Es ist zweckmäßig, daß beim Eintritt des Drahtes in die Zugentlastung sich die Endkanten etwas auseinander biegen, um den Draht passieren zu lassen. Dieses Auseinanderbiegen sollte jedoch nicht über den Elastizitätsbereich der Anordnung hinausgehen. Ferner sollte die mögliche Deformation der isolierenden Elastomerabdeckung des Drahtes in Betracht gezogen werden. Zweckmäßigerweise werden die Vorsprünge 7 so ausgebildet, daß sie etwas von den Eindellungen 9 abstehen; als besonders zweckmäßig erwies es sich^ daß die Vorsprünge 7 die Eindellungen 9 berühren. Eine andere Möglichkeit ist es, die Anordnung so auszubilden, daß eine leichte nach außen gerichtete Bewegung der Seiten 2 in Isolator 10 möglich ist (Pigur 5). Die Übertragung dieser Bewegung oder anderer Zugspannungen an die Anschlußstelle wird durch die in den Seiten 2 vorgesehenen Schlitze 6 verhindert.
Die Mikrophotographie der Pigur 7 zeigt den in Pigur 2 mit IV-IV bezeichneten Querschnitt* Eine gewisse Deformation
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der Draht isolation läßt sick erkennen und macht die glatte Einpassung deutlich. Die VorSprünge 7 verhindern eine Aufwärtsbewegung des Drahtes, den sie festhalten.
Figur 5 zeigt den bandförmigen Kontaktabschnitt 11 in einem isolierenden Steckerkörper für hohe Kontaktdichten eingesetzt. Die Seiten 2 der Zugentlastung werden von Rippen 12 gestützt. Im Gebiet der Zugentlastung ist die Dicke der Rippen 12 reduziert, sodaß eine längere Öffnung geschaffen ist und eine nach außen gerichtete Bewegung der Seiten beim Einsetzen des Drahts stattfinden kann. Im Gebiet der Backen 5 ist die Passung in Rippen 12 genauer, da an dieser Stelle keine Bewegung stattfinden soll.
Infolge der Steifheit der Seitenwände 2 nimmt die Zugentlastung Bewegungen und Kräfte auf, die andernfalls den elektrischen Kontakt im Anschlußgebiet verschlechtern oder völlig unmöglich machen wurden.
Die Seiten 2 des den Draht aufnehmenden Kanals werden durch die Isolation des Drahts 4 gegen den sie umgebenden Steckerkörper 10 gepreßt. Insgesamt ergibt sich eine Zugentlastung für die normalerweise auftretenden Kräfte und Bewegungen, insbesondere für nach oben gerichtete Bewegungen, wobei Abmessungen und Materialien den normalerweise bei Kleinstbauteilen auftretenden Bedingungen entsprechen. Besonders zu beachten ist, daß die Zugentlastung einstückig mit dem Anschluß selbst ausgeführt ist und in der vorzugsweisen Ausführungsform
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die Backen 5 und ferner den gesamten Kontaktabschnitt 11 umfassen.
In Versuchen mit isoliertem Draht der Standardgrößen 24 und 26 wurde der Draht in einen Kontaktabschnitt der oben beschriebenen Art eingesetzt und dann nach oben unter 90° weggezogen, bis die Drähte aus der Zugentlastung herausgerissen wurden. Die bei Entfernung der Drähte auftretende Kraft wurde gemessen; die dabei erhaltenen Werte lagen innerhalb des vorgeschriebenen Bereichs. Es ist ferner möglich, den Kontaktab- . schnitt nach dem Herausreißen des Drahts wieder zu verwenden, sodaß beim Versagen eines einzigen Kontakts nicht die ganze Steckverbindung unbrauchbar wird. In Betriebsversuchen unter ungünstigen ümweltsbedingungen, bei thermischer Alterung und bei thermischer Abschreckung und Yerbiegung wurde festgestellt, daß die leitungsanschlußvorrichtung und die Zugentlastung in ihren Verhalten den erforderten Kenngrößen entsprechen.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf bestimmte vorzugsweise Ausfuhrungsformen, doch kann der Fachmann bestimmte zusätzliche Maßnahmen vorsehen und Abänderungen im Rahmen der Erfindung machen, deren Umfang ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche gegeben ist.
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Claims (10)

  1. O PATENTANSPRÜCHE. Zugentlastung an einem elektrischen Kontaktteil in einem elektrischen Anschlußsystem mit einem Anschluß zur Aufnähme und Kontaktierung eines Drahts, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugentlastung- einstückig mit dem Anschlußsystem ausgeführt ist und besteht aus: einander gegenüberliegenden Seiten (2, 2a), die einen Kanal zur Drahtaufnahme hinter dem eigentlichen Anschlußabschnitt ergeben, und einem Teil zur Drahtdurchführung, der vom oberen Abschnitt mindestens einer der Seiten (2, 2a) ausgeht und einen den Draht (4) aufnehmenden Raum sowie einen verengten, in den Raum zur Drahtaufnahme führenden Einführungsraum definiert.
  2. 2. Zugentlastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil.zur Drahtdurchführung gebildet wird aus einem von der Oberkante mindestens einer der Seiten (2, 2a) ausgehenden, nach unten abgewinkelt in den Raum zur Drahtaufnahme verlaufenden Vorsprung (7, 7a), der auf die andere Seite (2a, 2) hinweist und den Raum zur Drahtdurchführung definiert.
  3. 3. Zugentlastung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Anschlag, der eine begrenzte, nach außen gerichtete Bewegung des Anschlußendes des Vorsprungs (7, 7a) zulässt, wenn ein Draht (4) am Vorsprung (7, 7a) vorbei nach unten in den Raum zur Drahtaufnahme bewegt wird.
  4. 4. Zugentlastung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus einer Erhöhung (9» 9a) in der Seite (2, 2a)
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    besteht, von der der Vorsprung (7, 7a) in den Raum zur Drahtaufnahme verläuft, und daß die Erhöhung hinter dem Vorsprung (7, 7a) in der Uähe desselben angebracht ist und die Bewegung des Vorsprungs auf die Seite, von der der Vorsprung ausgeht, begrenzt.
  5. 5. Zugentlastung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung (7, 7a) von jeder Seite (2, 2a) auf den gegenüberliegenden Vorsprung weisend erstreckt und den Drahtdurchführungsraum dazwischen festlegt.
  6. 6. Zugentlastung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch in jeder der Seiten (2, 2a) angebrachte Erhöhungen, die sich in den Raum zur D'rahtaufnahme hinter und in der Nähe der Vorsprünge (7, 7a) erstrecken und die Bewegung der Vorsprünge (7, 7a) auf die Seiten (2, 2a) hin begrenzen, an denen sie jeweils angebracht sind.
  7. 7· Zugentlastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß aus einem isolierenden Gehäuse zur Aufnahme mehrerer Kontaktabschnitte (11) besteht, die mit einem entsprechenden Gegenstück und in ihm montierten Kontaktabschnitten zusammenpassen, daß jeder Kontakt einen mit dem Kontakt des Gegenstücks zusammenpassenden Abschnitt und einen Anschlußteil zur Aufnahme und Kontaktgabe eines Drahts aufweist, und daß die Zugentlastung einstückig mit dem Kontaktabschnitt ausgebildet ist.
  8. 8. Zugentlastung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
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    daß das isolierende Gehäuse an den Seiten jedes Kontaktabschnitts (11) Wände aufweist, die den Kontakt in seiner Stellung halten, aber etwas vom Kontakt im Gebiet der Zugentlastung abstehen, um eine leichte Bewegung der Seiten (2, 2a) und damit mindestens teilweise die elastische Bewegung der Anschlußenden der Vorsprünge (7, 7a) zu ermöglichen.
  9. 9. Zugentlastung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktabschnitte (11) in mindestens einer Reihe angeordnet sind, und daß die Wände von Rippen (12) gebildet werden, die die Kontaktabschnitte in der Reihe voneinander trennen.
  10. 10. Zugentlastung nach Anspruch 1 für einen bandförmigen elektrischen Kontakt aus dünnem Blech, gekennzeichnet durch einen mit einem Gegenkontaktteil zusammenpassenden Kontaktabschnitt (11) und einem Anschlußabschnitt mit dem eigentlichen Anschluß und der Zugentlastung, wobei der Anschluß mindestens ein Paar den Draht (4) kontaktierender Backen (5, 5a) umfaßt, die einander gegenüberliegend an den Seiten (2, 2a) ausgebildet sind und sich in den Raum zur Drahtaufnahme erstrecken. ■
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    ty
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