把分散的导线连接起来形成用于高性能接头的整体带式电缆

摘要

用来对齐和连接多根分散的带有绝缘套壳的导体的方法和夹具,以方便处理导体,并且把导体插进电接头外壳中,以端接在那里。这个方法包括下面步骤:选择多个分散的带绝缘套壳的导体布置在至少两个不同的平面中,以并排方式把多个导体的端部布置和对齐在夹具上的一个平面内,把相邻导线端部的绝缘套壳连接起来以形成一个整体带式电缆,以方便处理和端接。优先的连接方法是采用给导线端部局部加热,以融化和连接绝缘套壳。可选地,改进性能的装载条式插入物可以从导线端部的下游结合在导体之间,从而分离导体和减少串话。

说明书

本发明涉及一种方法，用来把分散的数根导线的入口端连接起来，形成一根整体带式电缆，以便插入或端接在诸如模块式插头中的一只电接头，而且通过使用装载条式插入物改进这种插头，减少串话来提高性能。现在使用的标准或性能水平被标记为第五类产品，其中操作频率可以是100MHz或更高。尽管本发明对于要端接于接头中的导线的准备和对齐有多方面的应用，但是它对于模块式插头的装载有特殊的用途，模块式插头经常必须在现场被技术人员或者在小的工厂由手工操作端接。几年前提出的第一种方法是使用导线组织器，其中，分散的导线首先被装进这种组织器中，使导线对齐和定位，以便最终进入接头中。然而，使用这种组织器仍然存在一些问题，因为导线的自由端仍然不得不被引导到接头中指定的通道中，这样可能发生端部的截断(Stubbing)。

尽管该发明的应用是广泛的，为方便起见，进一步的说明将针对该技术中广为人知的一种产品--模块式插头领域，以及该发明在这里涉及模块式插头的装载和性能改进时的可应用性。模块式插头是一种相对便宜的电接头，被广泛用于电话和其它数据通信系统中。通常这种插头必须被技术人员在现场或者在工厂中被安装软线的安装人员端接。典型地，要端接在插头中的电缆是在电缆套壳或绝缘壳包套内的一束4对双绞的绝缘多色导线(总共8棍)。这束电缆可以包括环绕的屏罩或用在屏蔽插头中的加蔽线。在任何情况下，为了准备电缆最终端接在插头中，电缆套壳要被向后剥离，以露出各对绝缘导线。此后，对于露出的几根绝缘导线，导线被弄直，按所希望的顺序布置，一般按并排方式。然后导线被单独插进接头外壳中，并且被绝缘穿入叶片端接，这是该技术中已知的端接工序。认识到这些笨拙的工序，发展了装载条式插入物来方便装载过程。典型的装载条式插入物在美国专利4,713,023中加以说明。此处的发明包括导线定位装置，用来夹持绝缘接头使其成为一排，从而使得当装载导线的定位装置在外壳中时，那里的端部对齐出现在最终接收空腔的下面。定位装置包括在其上形成的凸轮装置，当外壳应力消减部分向下移动时，凸轮装置用来和外壳应力消减部分相接合，从而定位装置在外壳中向前移动，以便把定位装置完全安置在那里，并且把绝缘导体的自由端定位在端子的下方。

在转让给本专利受让人的英国专利申请2,249,222A中，介绍一种电接头和为此的插入物，其中，这个发明是关于用于这种接头的塑料插入物，有一排引导导线的口，当电缆插进接头时，每个口用来引导单根导线进入通道中。这根电缆导线根数比通道数至少少一根，插入物有至少一个实心的不通部分用来闭塞一个或多个不使用的通道。插入物的引导导线的口被至少一个带有扇形凹口纵向边缘的纵向开口所限定。

转让给本文受让人的美国专利4,601,530，介绍一种用于模块型插头的预先装有导线的组织器。特别地，该专利介绍预先把导线装进导线夹持器中的过程，导线夹持器把导线的引导端固定成与接头外壳中的通道一样的间距。被导线所支撑的导线夹持器，然后沿外壳的口部插进外壳的口中直到它因此连通通入口处逐渐变细的喉部。这束导线的进一步前移把分散的导线通过导线夹持器送入各自的被喉部所引导的通道中，而导线夹持器仍然邻近逐渐变细的喉部。

在最近的发展中采用一个装载条式插入物与模块式插头一起使用，同时提供第5类水平的改进性能，然而该技术中已知的性能水平被宾夕法尼亚州的峪谷岩石(Glen Rock)公司的Stewart接头系统(ConnectorSystems)提出。他们提出采用活动的导线管理杆的按第5类操作模块式插头，其中这种杆包括两排，每排有4个通孔，用来接收电缆的标准的8根导线。为了使用管理杆，用户被建议把导线分成两个相同的组，把每组4根导线切成45°角，这样使得没有两根导线是相同的长度。对于准备好的导线，导线被单独喂入到与它们成滑动接合的导线组织器的孔中，然后被剪到相同的长度。对于装载步骤，导线组织器首先被推到剪过的导线的端部，然后被插进接头外壳中。在美国专利4,601,530的方式中，当导线组织器不能向前移动时，导线被推出导线组织器的范围，进入被单独端接的位置，正如该技术中已知的。尽管提供第5类性能，模块式插头的组装和端接是劳动强度很大的。

该发明支持相伴申请中的模块式插头的操作和装载的步骤，以及它提供模块式插头工厂端接的速度的能力，在下面的说明，尤其是和附图一起参看时会非常明显。

该发明是针对电接头比如模块式插头的领域的，其中很多绝缘带套壳的导线被插进插头中并且端接在插头中，其中一个这种端接过程是通过绝缘穿入。该发明的方法尤其是针对必然用热、粘接剂或胶带对齐和连接大量分散的绝缘带套壳的导线的过程，以便方便导线的处理以及把导线插进模块式插头外壳中，比如它们被端接在那里。热连接的步骤包括用并排方式把许多导线对齐在第一个夹具上，其中这个夹具包括大量加热元件，每个加热元件被安排使之与相邻一对导线的绝缘套壳相接触。此后，用夹层方式把设计和功能类似的第二个夹具对准绝缘带套壳的导线的相对的一侧，然后把电流施加到加热元件上产生局部融化，把相邻导线的绝缘套壳彼此连接在一起。用这种方法生成一个整体带式电缆，它便于处理和端接。

作为本发明可选的特征，为了提高接头的性能，可以在连接的导线端部的下游提供一个装载条式插入物。优选的装载条式插入物的特征是有上表面和下表面，用来分离选好的导体对。在接头或插头的外壳的范围内，插入物或间隔使所选的对的分离程度最大，并且在上游被重新对齐到一个平面中以便在接头终端连接和端接之前，把所选的对布置在许多平面内。第一个实施例包括插入物上表面和下表面上的沟，而第二个实施例是针对象分离构件一样的空心杆，它们可以由弹性材料、塑料或塑料类管制成。

图1是电接头，比如模块式插头的分解透视图，其中，该发明的方法被实施，这个图进一步说明了使用改进性能的装载条式插入物。

图2到4是表明按照该发明把分散的导线连接起来形成整体带式电缆的顺序的横截面图。

图5和6是分别相应于图2和3中所示顺序的侧截面图。

图7是图1中所示组装好的模块式插头的横截面图。

图8是通过图7中直线8-8的横截面图。

图9是图1中装载条式插入物的透视图，表明那里的预先装载位置，分散的导体准备好穿入其中。

图10是沿图1中直线10-10的先有技术电缆的横截面图，表示在一个平面布置以便进入图9中的装载条式插入物之前的多个接头。

图11是该发明的优先装载条式插入物沿图1中直线11-11的横截面图。

图12是沿图1中直线12-12的横截面图，表示以平面关系重新对齐的导体，以便在端接之前进入比如模块式插头中。

图13是第二个装载条式插入物的透视图，其中这个装载条式插入物可以选择方式去掉。

图14是类似于图13的透视图，表示第三种实施例，不使用插入物，但是提供间隔，导线分离布置。

图15是类似于图7的放大的纵向截面图，用虚线表示图13和14中装载条的位置。

本发明是关于把多个离散的绝缘导线连接起来以形成整体带式电缆的方法的，也是关于其产品的。更特别地，该发明是针对比如模块式插头的手工地工厂接线的经济的方法，以及可以选择使用装载条式插入物来改进模块式插头的性能的。

图1表示该发明的方法如何简化模块式插头的装载和端接的一个基本例子。如图1所示，典型的电接头10包括用来接收多根导线的电缆16的开口端14形成的绝缘外壳12，以及和一排电缆导线接收通道相连通的端接端子18。通道还和内部空洞20相连通，空洞20开口进入端部14。通过进一步的理解，多根导线的电缆16的特征是双绞线电缆，其中所选对的电缆最好扭接在一起。也就是说，典型的用于8位模块式插头的电缆呈现4对双绞线绝缘导线。通过进一步的例子，在说明书TIA/EIA-568下，用于模块式插头端子数的导体或导线的优先成对布置如下：1-2，3-6，4-5和7-8。

正如前面特别提到的，该发明用于把细导线装到电接头上，有或者没有装载条式插入物或导体组织器的帮助，正如后面所解释的。然而，优选的方法在于和装载条式插入物22一起使用该发明，如图1和后面的图所示。尽管装载条式插入物有变体或实施例，从相对实心体到带有低绝缘常数的比如空筒形的构件，由于它是关于连接方法的，现在进一步的讨论将针对图1和7中的实心实施例。由杆或具有某种形状的物体浇铸或形成的插入物的优先实施例，包括上表面和下表面24和26，后部28以及指向位于导体终端叶片或端子23下面的电缆接收通道32的渐收缩或渐扩张的前表面30，参看图9。沿上表面和下表面24和26是成对的槽或沟34，36，选好的成对导线穿入其中或装在其中。为了进行上面的成对布置，对3-6和7-8固定在上面的槽34中，而剩下的两对固定在下面的槽36中。进一步注意到含有对3-6的上面的槽包括一个端部拆分件40，用来分离导线，把导线对中进入它们按数字指定的端接位置。

一旦所选的对定位在插入物中，或者不使用插入物，分散的绝缘导线1到8位于象图2到6所示的工作台夹具44的夹层之间，这是连接分散导线的优先实施方法。在任何情况下，那对夹具每个包括一个有许多平行的沿匹配表面50布置的电阻加热元件48的平面体46。正如在图5和6中能最好看到的，相对的表面52包括用来给加热元件48提供电流以产生加热的装置54。加热元件48固定在并排相邻的导线之间，位于导线的外部参看图3。在图2到4的示例中，如果导线的数量是“n”，那么加热元件的数量是“n+1”。对于与分散导线成压缩关系固定的各个夹具，注意图3中的箭头方向，电流可以通过装置54被供给加热元件48用来融化和连接绝缘导线，在端部生成整体带式电缆。那就是说，各个夹具44被放在一起用来把分散的导线正好夹住和固定在最好是0.040”的中心线上，其中，加热元件48，比如镍铬(耐热)合金加热导线，也空间上隔开0.040”的距离。用这种布置，包括最外侧的加热元件在内，加热元件作为微型“V”形块。对于分离的夹具，注意图4中的箭头方向，能看出导线是连接在一起的，而且呈现出扇形轮廓55。此后，连接的导线通过扇形轮廓55被横向剪齐，呈现整体元件以便插入和端接在模块式插头中。这个轮廓给插入和端接过程提供了进一步的优点，正如后面所解释的。使用这种类型夹具的另一个优点是系统相当快的冷却，这允许在重复操作新的不同组的导线时的快速翻转。

图7和8表示模块式插头中插入的和预先端接的整体元件，其中连接的导线位于多个端接叶片23的下方。接收连接的导线的通道32一般是一系列圆形的相通的部分，其中，上部和下部表面是扇形60，这些部分被两个空间上分离的相对的肋条62分开。对于通常的分散导线的插入，其中，导线没有精确地和通道对齐，可能发生截断。然而，对于该发明，其中，相邻导线之间的连接腹板已经被新压的轮廓55所改变，截断问题被大大减小了。而且，通过重新成型或改变导线外形，现在可以使用比在此之前更大直径的导线。也就是说，从扇形轮廓55的成型压缩产生了间隔，使得插入过程容易进行，而且甚至允许使用比如直径超高0.040”的导线。

按照实践该发明的优选方法，准备好采用有9个平行布置在0.040”中心线上的SST导线环的印刷电路板的夹具，导线线环与绝缘导线具有相同间隔。对于一对以夹层方式布置给8个绝缘导线的这种夹具，7到10安培、5到2秒的电流施加到SST导线环上，以连接绝缘导线。在剪齐之后，连接的导线容易插进模块式插头中。

可以有另一种方法来连接导线端。比如，当导线以并排方式布置在合适的夹具中，可以把粘接剂或胶带施加在端部，以便至少在一个端面形成整体带式电缆。然而，这些可选的方法没有提供加热连接方法中发现的使导线端部重新成型的优点。现在转看装载条式插入物的几个实施例，如图1，7，9和11-15所示，应该再注意到，这对于上面提到的导线连接是一个可选的特征。然而，在继续描述这个可选的特征之前，一些简要的回顾是有帮助的。正如该技术中已知的，图10中的横截面所示的多根导线的电缆16的特征是双绞线电缆，其中，所选对的导线38最好扭绞在一起。也就是说，用于8位模块式插头的典型的电缆呈现四对双绞绝缘导线。通过进一步的例子，在说明书TIA/EIA-568A下，用于模块式插头端子数的导体或导线的优选成对布置如下：1-2，3-6，4-5和7-8。此后将更详细地讨论这一点。然而，应该注意到，在先有技术的实践中，相信在模块式插头中导线的准备和端接中，必须遵守“1/2英寸无扭”规则。也就是说，双绞线除了每根导线大约1/2英寸的端部可以不扭绞以便端接外，其余部分必须保持扭绞。已经发现，通过采用这里的可选特征，可以违反用于模块式接头的这种规则，而没有增加邻近端部串话(NEXT)。关键因素在于干扰导线对的物理分离程度(主要是在插头的中部绕4-5对互相被分开的3-6对)比维持紧的扭接更重要。串话与干扰导线之间的距离成反比。

现在继续剩下的附图，图9表示装载条式插入物22的第一个实施例，可以通过开口14以活动方式被接收在外壳10中。上面描述了用绝缘材料形成的这个优选插入物。注意通过提供上面的槽和下面的槽，外壳10中导线的分离被加大。而且，通过提供前面的或发散的表面30，沿上表面24的各对导线在返回如图12所示单个平面之前是在各个平面中。这些因素对于插头的改进性能起了很重要的作用，因为通过增大导线的分离距离，减少了串话。

图13到15表示装载条式插入物64的第二个实施例，插入物的主要目的是在为了端接重新对齐之前，把导线在空间上分离成多个平面，这个新的插入物很好地满足这个目的。插入物64包括空的构件，它可以是弹性材料、泡沫聚丙乙烯或塑料圆筒，其中，所选对的导线放在顶上或底下。在图13的示例中，关键对3-6沿顶部而剩下的对在插入物下方。特别地，在不同的实施例中，导线分散形式是变化的。然而，此处的共同特征是关键对3-6和4-5相分离。通过使用空的构件，导线当插进接头外壳中时，仍维持一个间距以减小串话。

对于几个图中所示的两个实施例，能看出，在导线和插入物22，64接合以后，按所希望顺序排列的各个导线，从它们各自的平面汇合到一个共同的平面以便端接。已经发现，整体条带式并排导线比许多分散的导线更容易插进接头的通道中。这个认识导致上面所述的导线连接技术。

有个明显的优点能归功于综合导线连接方法和性能改进特征。按照前面描述的导线连接方法，连接之后导线彼此相对固定在一起。这个优点可以被图14最好地说明，其中，象插入物64的杆或圆筒被取走了。由于导线在各自端部被固定，也就是被固定在电缆52和连接区域66中，导线不会回弹到一个共同的平面中，不会象只有一个固定的端部时预期出现的情况。这样，正如上面所描述的，导线被连接时，可以容易地插进接头中，正如上面所讨论的。图15表示有或没有插入物64时导线的相对位置。