NO744355L

NO744355L -

Info

Publication number: NO744355L
Application number: NO744355A
Authority: NO
Inventors: W H Mckee
Original assignee: Trw Inc
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1974-12-03
Publication date: 1975-08-20
Also published as: IT1026656B; CA1027199A; GB1490198A; DK629174A; NL7415565A; SE7414500L; US3902154A; JPS50114593A; FR2261631A1; BE822788A; DE2456977B2; DE2456977C3; DE2456977A1

Description

Spennkraftavlastende anordning.Tension relief device.

Oppfinnelsen vedrører koblingssystemer for kabler, spesielt en spennkraftavlastende anordning i forbindelse med slike koblingssystemer. The invention relates to connection systems for cables, in particular a strain relief device in connection with such connection systems.

Det har lenge vært betraktet som ønskelig, for ikke å si nødvendig, å benytte en eller annen form for spennkraftavlastning ved kabelfester. Dette gjelder forbindelser mellom to kabler og forbindelser mellom kabel og koblingsstykker og forsåvidt alle ka-belf ester. Kabelforbindelsens forventede håndteringsgrad, pålitelighet og levetid er noen av de faktorer som påvirker de krav som stilles til en spennkraftavlastende anordning. It has long been considered desirable, if not necessary, to use some form of stress relief for cable fasteners. This applies to connections between two cables and connections between cables and connectors and, of course, all cables. The cable connection's expected degree of handling, reliability and lifetime are some of the factors that influence the requirements placed on a strain relief device.

De fleste spennkraftavlastende anordninger for koblinger er innebygget i isolatorene som fastholder kabelendene og/eller kon-taktorganene. I andre tilfelle oppnås spennkraftavlastning ved hjelp av ekstra organer, som klemmer. Disse vil vanligvis klemme eller på annen måte fastholde kabelen på et punkt bak endepunktet. Det er ønskelig å unngå kraftoverføring til kabelen eller overføring av kabeåbevegelse til det egentlige endepunkt. Most strain relief devices for connections are built into the insulators that hold the cable ends and/or the contact members. In other cases, tension relief is achieved with the help of additional organs, such as clamps. These will usually clamp or otherwise retain the cable at a point behind the termination point. It is desirable to avoid power transmission to the cable or transmission of cable movement to the actual end point.

Utviklingen av sterkt komprimerte miniatyrkoblinger og generelt av elektriske og elektroniske miniatyrkomponenter har skapt problemer når det gjelder utformningen av spennkraftavlastende anordninger som er sterke nok til effektivt å kunne oppta de forventede spennkrefter, samtidig som de er konstruert i en størrelse og av materialer som forbindes med slike komponenter. Det er innlysende at forminskningen innebærer bruk av små, tynne og forholdsvis svake deler. Ved bruk er de krefter som påvirker delene dog vanligvis ikke tilsvarende redusert. The development of highly compacted miniature connectors and, in general, of miniature electrical and electronic components has created problems in the design of strain relief devices strong enough to effectively absorb the expected tensile forces, while being constructed in a size and materials associated with such components. It is obvious that the reduction involves the use of small, thin and relatively weak parts. During use, however, the forces affecting the parts are usually not correspondingly reduced.

Disse problemer, likesom problemer i forbindelse med frem-stilling av store mengder støpte isolasjonslegemer, er kjent. Ved båndkoblingen ifølge U.S. patent nr. 3.747.050 er det f.eks. vist en kobling med endestykker med SS^ii'senteravstand og endes tykke- materialer med en metalltykkelse på 6 wXi\ • These problems, as well as problems in connection with the production of large quantities of molded insulating bodies, are known. At the band coupling according to U.S. patent no. 3,747,050 there is e.g. shown is a coupling with end pieces with SS^ii'center distance and end thick materials with a metal thickness of 6 wXi\ •

Den seneste utvikling av loddefrie festeorganer for slike koblinger har dessuten øket behovet for en effektiv spennkraftavlastning og forstørret de generelle problemer i forbindelse med pålitelige, økonomiske festesystemer. Konstruksjonen av elektriske miniatyrkomponenter har også medført behov for økt pålitelighet og The recent development of solderless fasteners for such connections has also increased the need for effective stress relief and magnified the general problems associated with reliable, economical fastening systems. The construction of miniature electrical components has also brought about a need for increased reliability and

ved de elektriske endepunkter, til meget strikt overholdelse av lavat the electrical endpoints, to very strict compliance with low

i in

forandring av kontaktmotstanden.change in contact resistance.

Sistnevnte krav vil spesielt finne forståelse hos fagfolk på telekommunikasjonsområdet, hvor det-er fastsatt meget strenge kriterier og bare meget ringe forandring av kontaktmotstanden tillates på endepunktet. I en typisk sterkt komprimert miniatyrkobling for telekommunikasjon må f.eks. en forandring av kontaktmotstanden ikke overstige 0,25 milliohm med en 95% sikkerhetsmargin pr. 10 000 kontaktorganer. The latter requirement will especially be understood by professionals in the telecommunications area, where very strict criteria have been laid down and only a very slight change in the contact resistance is permitted at the end point. In a typical highly compressed miniature link for telecommunications, e.g. a change in the contact resistance does not exceed 0.25 milliohm with a 95% safety margin per 10,000 contact bodies.

Det her omtalte koblingssystem og spesielt den spennkraftavlastende anordning eliminerer eller reduserer hoveddelen av disse problemer og sikrer samtidig en økonomisk form.. Det er spesielt nyt-tig i forbindelse med sterkt komprimerte miniatyrkoblinger av den type som vanligvis benyttes for kabel til kabel- og skinne- og tavle-installasjoner for telekommunikasjonssysterner med de ovenfor omtalte forskrifter. Disse deler må fremstilles i meget store vo-lumer med strenge kriterier for pålitelighet og snevre sikkerhets-marginer, som nevnt ovenfor. The connection system mentioned here and in particular the strain relief device eliminates or reduces the main part of these problems and at the same time ensures an economical form. It is particularly useful in connection with highly compressed miniature connectors of the type that are usually used for cable to cable and rail- and switchboard installations for telecommunications systems with the regulations mentioned above. These parts must be produced in very large volumes with strict criteria for reliability and narrow safety margins, as mentioned above.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes et kabelfestesystem spesielt en spennkraftavlastende anordning som en integrert del av kabelfestesystemet, hvor en isolert kabel fastholdes i en kabelopptagende kanal mellom sidevegger ved hjelp av fliker som strekker seg i vinkel nedad og utad fra overkanten av sideveggene. Endekantene av flikene har en innbyrdes avstand som begrenser et kabelopptagende rom mellom flikene for installasjon av en kabel og for motstand mot spennkrefter som kabelen måtte utsettes for. According to the invention, a cable fastening system is provided, in particular a strain relief device as an integral part of the cable fastening system, where an insulated cable is held in a cable receiving channel between side walls by means of tabs which extend at an angle downwards and outwards from the upper edge of the side walls. The end edges of the tabs have a mutual distance which limits a cable receiving space between the tabs for installation of a cable and for resistance to tensile forces to which the cable may be subjected.

Fig. 1 viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 1 shows a preferred embodiment of the invention,

delvis i perspektiv.partly in perspective.

Fig. 2 er et partielt sideriss av en foretrukket utførelses-form av oppfinnelsen. Fig. 3 er et partielt oppriss av en foretrukket utførelses-form av oppfinnelsen. Fig. 4 er et snitt etter linjen IV-IV i fig. 2 av en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 5 viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 2 is a partial side view of a preferred embodiment of the invention. Fig. 3 is a partial elevation of a preferred embodiment of the invention. Fig. 4 is a section along the line IV-IV in fig. 2 of a preferred embodiment of the invention. Fig. 5 shows a preferred embodiment of the invention,

sett i snitt og delvis i perspektiv.seen in section and partly in perspective.

Fig. 6 viser en båndkobling med meget stor kontakttetthet, til bruk i forbindelse med en foretrukket, utførelse av oppfinnelsen, når kablene er tilkoblet. Fig. 7 er et mikrofotografi av et snitt etter linjen IV-IV i fig. 2, som viser en massiv kabel, kaliber 24, innført i den spenn-kraf tavlastende anordning. Isolasjonen fremtrer ikke på grunn av fotografitekniske begrensninger. Fig. 6 shows a ribbon connection with very high contact density, for use in connection with a preferred embodiment of the invention, when the cables are connected. Fig. 7 is a photomicrograph of a section along the line IV-IV in fig. 2, showing a solid cable, gauge 24, inserted into the tension force cable relief device. The isolation does not appear due to photographic technical limitations.

Den spennkraftavlastende anordning ifølge oppfinnelsen er i fig. 1-7 illustrert som en del av det kabelopptagende parti eller koblingspartiet for et kontaktelement av båndtypen som vist i fig. 5 1 en båndkobling med stor kontakttetthet. The tension force relieving device according to the invention is in fig. 1-7 illustrated as part of the cable receiving portion or the connecting portion for a contact element of the ribbon type as shown in fig. 5 1 a ribbon connection with high contact density.

Det skal bemerkes at båndkontakten dannes ved at en enkelt metallfolie punches, bøyes eller på annen måte gis den ønskede form. Ved et utførelseseksempel benyttes en kadmiumbronsefolie med en tykkelse på 0,15 mm. It should be noted that the tape contact is formed by a single metal foil being punched, bent or otherwise given the desired shape. In one embodiment, a cadmium bronze foil with a thickness of 0.15 mm is used.

I tegningene angir referansetall med tillegg av en "a" identiske speilvendte deler av dem som betegnes med hovedtallet. I beskrivelsen vil bare hovedtallet bli nevnt, men med mindre noe an-net uttrykkelig er sagt, gjelder henvisningen også de delene som er betegnet med tillegg av "a". In the drawings, reference numbers with the addition of an "a" indicate identical mirror-image parts of those designated by the main number. In the description, only the main number will be mentioned, but unless something else is expressly said, the reference also applies to the parts designated with the addition of "a".

Det kabelopptagende parti omfatter et kanallignende legeme som begrenses av sidene 2 og en bunn 3 og hvor kabelen innpasses. Kabelen 4 kobles for elektrisk kontakt mellom partiene 5 som er klemt inn fra sidene 2. The cable receiving part comprises a channel-like body which is limited by the sides 2 and a bottom 3 and where the cable is fitted. The cable 4 is connected for electrical contact between the parts 5 which are clamped in from the sides 2.

Den spennkraftavlastende anordning er anbragt bak kob-lingsorganene og adskilt fra disse ved en spalte 6 i sidene. Denne adskillelse muliggjør en begrenset ettergivende bøyning av den spenn-kraf tavlastende anordning uten at bevegelsen overføres forover til de elektriske koblingspunkter, som nærmere forklart nedenfor. Sidene 2 i det spennkraftavlastende område har en slik innbyrdes avstand at de lett og fast kan oppta den isolerte kabelen 4 i kanalen. Fra toppen av sidene 2 er det tildannet fliker 7, som strekker seg i vinkel nedover og utover i kanalen. Flikenes 7 endekanter 8 står overfor hverandre i en mindre innbyrdes avstand enn diameteren av kabelen som skal opptas i kanalen. Kantene 8 begrenser derved en kabelpassasje mellom seg og et kabelopptagende rom under seg. Kabelpassasjen bør være større enn kabelens leder, men mindre enn den utvendige diameter av kabelens isolasjon. The tension-relieving device is placed behind the coupling members and separated from them by a gap 6 in the sides. This separation enables a limited yielding bending of the tension-force cable relieving device without the movement being transferred forward to the electrical connection points, as explained in more detail below. The sides 2 in the tension-relieving area have such a mutual distance that they can easily and firmly accommodate the insulated cable 4 in the channel. From the top of the sides 2, flaps 7 are formed, which extend at an angle downwards and outwards in the channel. The end edges 8 of the tabs 7 face each other at a smaller distance than the diameter of the cable to be accommodated in the channel. The edges 8 thereby limit a cable passage between them and a cable receiving space below them. The cable passage should be larger than the cable's conductor, but smaller than the outside diameter of the cable's insulation.

Det er utformet fremspring 9 i sidene 2 umiddelbart bak flikene og nærmest mulig endekantene 8. Det har vist seg fordelaktig å utforme flikene 7 i kontakt med de respektive fremspring 9. Projections 9 are designed in the sides 2 immediately behind the tabs and as close as possible to the end edges 8. It has proven advantageous to design the tabs 7 in contact with the respective projections 9.

Ved et utførelseseksempel, hvor koblingssystemet og spenn-kraf tavlastningen er utført for isolert, massiv kabel nr. 24, er kabelpassasjen mellom flikenes 7 endekanter 8 0,3 mm. Sidene 2 har en innbyrdes avstand på 0,96 mm. Fremspringene 9 strekker seg 0,07 mm inn i det opptagehde rom. Diameteren av den massive kabel nr. 24 er 0,508 mm. Som følge av utoverbevegelsen som tillates som omtalt nedenfor, økes kabelpassasjen etter innføring til ca. 0,58 mm. In an embodiment example, where the connection system and tension-force cable relief is made for insulated, massive cable no. 24, the cable passage between the end edges 8 of the tabs 7 is 0.3 mm. The sides 2 have a mutual distance of 0.96 mm. The protrusions 9 extend 0.07 mm into the occupied space. The diameter of the solid No. 24 cable is 0.508 mm. As a result of the outward movement that is permitted as discussed below, the cable passage after introduction is increased to approx. 0.58 mm.

Når anordningen skal brukes, anbringes en isolert kabel 4 over det spennkraftavlastende parti og med et segment over det elektriske koblingsparti. Kabelen 4 dyttes deretter ned i kanalen, vanligvis ved hjelp av et organ som er spesielt utformet for dette formål. Når kabelen 4 passerer flikene 7 og især deres endekanter 8, påvirkes disse noe i retning utad, slik at kabelen kan passere. Fremspringene 9 hindrer flikene 7 i å falle sammen mot sidene 2. Flikene 7 bibeholder således sin vinkelformede orientering utad og nedad inn i det kabelopptagende rom. Når kabelen innføres i kanalen, vil dens isolerende mantel bli noe elastisk deformert, som vist i fig. 4. When the device is to be used, an insulated cable 4 is placed over the tension-relieving part and with a segment over the electrical connection part. The cable 4 is then pushed down into the channel, usually by means of a device specially designed for this purpose. When the cable 4 passes the tabs 7 and especially their end edges 8, these are affected somewhat in the outward direction, so that the cable can pass. The projections 9 prevent the tabs 7 from collapsing against the sides 2. The tabs 7 thus retain their angular orientation outwards and downwards into the cable receiving space. When the cable is introduced into the channel, its insulating sheath will be somewhat elastically deformed, as shown in fig. 4.

Det er ønskelig at endekantene 8 kan beveges noe fra hverandre for å la kabelen passere, når denne trer inn i det spennkraftavlastende parti. Denne bevegelse bør dog ligge i det minste så noenlunde innenfor strukturens elastisitetsgrense, og bør også ut-nytte den elastomere .isolerende kabelmantels deformasjonsevne. Dette kan delvis oppnås ved at flikene 7 utformes på noen avstand fra fremspringene 9, men det har vist seg fordelaktig å utforme flikene 7 i berøring med fremspringene 9. Det kan også oppnås ved at en lett utadbevegelse av sidene 2 tillates, der disse befinner seg i isola-toren 10 (fig. 5). For å hindre denne bevegelse og andre påkjen-ninger fra å overføres til koblingspartiene har man utformet spaltene s i sidene 2. It is desirable that the end edges 8 can be moved somewhat apart to allow the cable to pass when it enters the tension-relieving part. However, this movement should lie at least within the structure's elasticity limit, and should also make use of the elastomeric insulating cable jacket's deformation capacity. This can partly be achieved by designing the tabs 7 at some distance from the projections 9, but it has proven advantageous to design the tabs 7 in contact with the projections 9. It can also be achieved by allowing a slight outward movement of the sides 2, where these are located in the isolator 10 (fig. 5). To prevent this movement and other stresses from being transferred to the coupling parts, the slots s in the sides 2 have been designed.

Fig. 7 er et mikrofotografi av et snitt tatt etter linjen IV-IV i fig. 2. Her observeres en lett deformasjon av den isoler ende kabelmantel som antyder den oppnådde tette pasning. Flikene 7. holder kabelen fast på plass mot bevegelse oppad. Fig. 7 is a photomicrograph of a section taken along the line IV-IV in fig. 2. Here a slight deformation of the insulating cable sheath is observed, which suggests the tight fit achieved. The tabs 7. keep the cable firmly in place against upward movement.

I fig. 5 er bånd-kontaktelementet 11 vist installert i et isolerende koblingslegeme med tett kontakt. Sidene 2 av spennkraft-avlastningsanordningen er avstøttet av ribber 12. I det spennkraftavlastende område er ribbene 12 noe tynnere og danner en lengre åp-ning for å tillate den lette utadbevegelse av sidene, når kabelen blir innført. I området for de utformede klempartier 5 er ribbenes 12 tilpasning tettere, idet bevegelse er uønsket på dette sted. In fig. 5, the ribbon contact element 11 is shown installed in an insulating connector body with tight contact. The sides 2 of the strain relief device are supported by ribs 12. In the strain relief area, the ribs 12 are somewhat thinner and form a longer opening to allow the easy outward movement of the sides when the cable is inserted. In the area of the designed clamping parts 5, the fit of the ribs 12 is tighter, as movement is undesirable at this point.

Med den ledsagende stivhet som opprettes ved hjelp av sideveggene 2, vil den spennkraftavlastende anordning absorbere bevegelser ogx: krefter som kunne svekke eller ødelegge den elektriske kontakt i koblingspartiet. With the accompanying stiffness created by means of the side walls 2, the stress relieving device will absorb movements and x: forces which could weaken or destroy the electrical contact in the coupling part.

Sidene 2 av den kabelopptagende kanal presses av kabelensThe sides 2 of the cable receiving channel are pressed by the cable's

4 isolerende mantel mot den omgivende isolator 10. Det oppnås en fullt ut pålitelig spennkraftavlastning, som strekker til for de krefter og bevegelser som normalt måtte fremkalles ved bruk, spesielt oppadrettet bevegelse, men innenfor det rom og med de materialer som normalt forbindes med miniatyrelementer. Det skal spesielt bemerkes at den spennkraftavlastende anordning er utført som en integrert del av selve koblingssysternet, som ved denne foretrukne ut-førelsesform omfatter klempartiene 5 og hele kontaktelementet 11. 4 insulating mantle against the surrounding insulator 10. A fully reliable stress relief is achieved, which is sufficient for the forces and movements that normally have to be induced during use, especially upward movement, but within the space and with the materials that are normally associated with miniature elements. It should be noted in particular that the tension-relieving device is designed as an integral part of the coupling system itself, which in this preferred embodiment comprises the clamping parts 5 and the entire contact element 11.

Ved en prøve hvor isolert kabel nr. 24 og nr. 26 ble inn-ført i et kontaktelement av omtalte type, ble kablene trukket opp-over i en 90°vinkel inntil de løsnet fra anordningen. Den kraft som var nødvendig for å løsne kablene ble målt og lå godt og vel innenfor den ønskede verdi. Det er også muiig å bruke kontakten påny etter at kabelen er fjernet. På denne måte hindres tapet av en hel kobling i tilfelle en enkelt kontakt skulle svikte. Ved prøver under ugunstige forhold med varmeelding, varmesjokk og bøyning viste det seg også at koblingssystemets og den spennkraftavlastende anord-nings reaksjoner lå godt og vel innenfor de forskriftsmessige. In a test where insulated cable no. 24 and no. 26 were introduced into a contact element of the type mentioned, the cables were pulled upwards at a 90° angle until they came loose from the device. The force required to loosen the cables was measured and was well within the desired value. It is also possible to reuse the connector after the cable has been removed. In this way, the loss of an entire link is prevented in the event that a single contact should fail. In tests under unfavorable conditions with heat aging, thermal shock and bending, it also turned out that the reactions of the coupling system and the stress-relieving device were well within the regulatory limits.

Skjønt ovenstående beskrivelse tar utgangspunkt i spesi-elle foretrukne utførelsesformer, vil fagmannen kunne foreta for-skjellige modifikasjoner innenfor oppfinnelsens ramme, slik denne er definert i nedenstående krav. Although the above description is based on special preferred embodiments, the person skilled in the art will be able to make various modifications within the framework of the invention, as defined in the following claims.

Claims

1. Strain-relief device for an electrical contact in an electrical connection system with coupling means that are to receive and hold an electrical cable in electrical contact, characterized in that the strain-relief device is an integral part of the connection system and includes opposite sides at a mutual distance that limits a cable-receiving channel behind the connecting means and a cable passage means extending from the upper part of at least one of the sides and delimiting a cable retaining space below the means and a narrow cable passage leading to the cable retaining space.

2. Tension-relieving device as stated in claim ^ characterized in that the cable passage member is a tab which extends from the upper edge of at least one side, at an angle downwards in the cable receiving space and towards the other side and which ends so that it limits the cable passage.

3. Tension-relieving device as stated in claim 2, characterized in that it also includes stop means which allow limited, yielding outward movement of the tab's end edge, when a cable passes down past the edge and into the cable retaining space.

4. Tension-relieving device as specified in claim 3, characterized in that the stop means includes a projection on the side from which the tab extends into the cable receiving space, the projection being arranged just behind and against the tab in order to limit the tab's movement towards the side from which it stretches.

5. Tension-relieving device as specified in claim 2, characterized in that a tab as mentioned extends from each side essentially opposite and outwards, so that the tabs limit the cable passage between them.

6. Tension-relieving device as specified in claim 5, characterized by protrusions on each side and extending into the cable receiving channel just behind and towards the tabs, in order to limit the tabs' movement towards their respective sides.

9. Tension-relieving device as specified in claim 1, characterized in that the coupling is of the type that includes an insulating housing adapted to accommodate several contacts as mentioned for adapted interconnection with corresponding coupling and several contacts as mentioned mounted in the housing, each contact comprising a contact part for connection to a corresponding connection and a connection means for taking up and maintaining a cable in electrical contact, whereby the strain relief device forms an integral part of the contact.

8.. Strain relief device as stated in claim ^ characterized in that the insulating housing has integrated walls near the sides of each contact for locating the contact and that the walls have some distance from the contact in the area of the sides of the strain relief part, so that the sides of this part can be moved somewhat and so that the end edges of the tabs can at least partially thereby perform a yielding movement.

9. Tension-relieving device as stated in claim 8, characterized in that the contacts are arranged at least in a row and that the walls are limited by ribs that separate the contacts in each row.

10. Tension-relieving device as stated in claim 1, for an electrical contact element of the band type made of thin foil and comprising a contact part for connection with a corresponding part and a coupling part comprising a coupling member and said tension-force-relief device, the coupling member comprising at least a pair of clamping parts for cable contact, which parts are arranged opposite and clamped in from the sides and extend into the cable receiving channel.