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CONNEXION ELECTRIQUE ENTRE LES EXTREMITES DE DEUX RAILS PLACES
BOUT A BOUT, ET PROCEDE POUR EXECUTER CETTE CONNEXION.
La connexion électrique entre les extrémités de deux rails pla- cés bout à bout se fait habituellement au moyen d'un câble de cuivre pourvu à ses extrémités de cosses de câble, qui peuvent être fixées mécaniquement aux rails ou y être soudées ou brasées par l'emploi de métal d'appoint. La connexion mécanique offre l'inconvénient de ne pas être stable car elle peut se relâcher sous l'action du cheminement des rails et des variations de la température; en outre, cette connexion est aussi défavorable du point de vue électrique, car sa résistance au passage du courant augmente-notablement avec l'-âge- par suite de l'oxydation et de l'encrassement des surfaces de con- tact.
Quant aux assemblages par soudure ou brasure, leur qualité dépend dans une grande mesure de l'habileté et du soin apportés par l'ouvrier dans leur exécution; en outre, ces modes de connexion présentent en tout cas l'inconvénient de provoquer par suite des grandes quantités de chaleur amer- nées par la soudure ou la brasure, une cristallisation du cuivre en un droit du câble quelque peu plus éloigné de la cosse de contact, ce qui a pour effet de fatiguer rapidement le métal, de telle sorte que le câble a tendance à se rompre en cet endroit sos l'action des mouvements du rail.
Suivant l'invention, on supprime tous ces inconvénients en dis- posant entre le câble et les rails un organe de connexion métallique en for- me de broche. Un tel organe de connexion peut notamment, lorsqu'il est exé- cuté de façon appropriée, être soudé au rail mécaniquement sans emploi d'un métal d'apport, la soudure dans,ces conditions se faisant d'une part beau- coup plus rapidement que la soudure à la main et la qualité de l'assemblage d'autre part devenant indépendante de l'habileté et de l'attention du sou- deur.
L'invention sera décrite ci-dessous plus en détail en se réfé- rant aux exemples d'exécution représentés sur le dessin annexé, dans lequel
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Fig. 1 montre une forme d'exécution préférée de l'invention vue en élévation, Fig. 2 montre en coupe une partie de la connexion suivant la Fig 1, avant la soudure aux rails, Fig. 3 montre une autre forme d'exécution de l'invention, Fig 4 montre la connexion suivant la Fig. 3 en coupe suivant la ligne IV- IV avant la soudure aux rails, Figo 5 est une vue d'une autre forme d'exécu- tion de l'invention, également avant la soudure aux rails et Fig. 6 montre la manière dont la connexion suivant l'invention est soudée aux rails.
La connexion suivant les Figs. 1 et 2 est constituée par les or- ganes de connexion en forme de broches 1, le câble 4 formé de torons de cui- vre et les cosses de câble en forme de douilles 3 placées sur les extrémités du câble, qu'on soude au câble 4 et qu'on serre en outre fermement sur celui- ci par un pincement 5, de telle sorte que les mouvements des torons ne peu- vent pas se propager à l'intérieur de la cosse. Chaque cosse de câble est logée dans un trou 2 d'un organe de connexion 1 et y est soudée fermement.
L'axe du trou 2 est perpendiculaire à l'axe de l'organe de connexion 1. Les organes de connexion sont de préférence en acier, mais peuvent aussi être exécutés en un autre métal, par exemple en cuivre. De même le câble au lieu d'être constitué par des torons en cuivre peut être formé de torons en un au- tre métal, par exemple l'aluminium, si l'on peut se contenter de la faible conductibilité de ce métal.
A 1êxtrémité de l'organe de connexion 1 qui doit être soudée au rail se trouve une cavité en forme de cuvette 6 qui contient un fondant en grains ou en poudre 9 et qu'on ferme au moyen d'une mince capsule métallique de forme conique.. 7, qui est maintenue par le bord 8 de la cavité qu'on replie sur elle. Le fondan doit ici jouer le même rôle que l'enrobage de scélec trodes de soudure habituelles, c'est-à-dire faciliter lors du soudage l'allu- mage de l'arc électrique, stabiliser l'arc qui s'établit entre le rail et- l'extrémité de. l'organe de connexion, protéger l'endroit de la soudure cou tre l'oxydation et produire éventuellement aussi une quantité supplémentai- re de chaleur.
Le cas échéant on peut aussi omettre les cosses de câble 3, si l'on soude rigidement les extrémités du câble directement dans les organes de connexion 1, comme le montrent les Figso 3 et 4. Pour pouvoir répondre aux conditions résultant du fait que le câble pourrait être soumis directe- ment à des efforts de flexion en ses points de fixation, le trou 10 formé dans l'organe de connexion traverse celui-ci de part en part, de telle sor- te qu'on obtient ainsi une grande surface de soudure entre le câble et cet organe de connexion.
Les connexions suivant les Figs. 1 à 4 sont exécutées de manière à pouvoir être soudées sur l'un des côtés du champignon du rail, les axes des organes de connexion 1 étant alors disposés horizontalement et le câble proprement dit se trouvant dans un plan vertical parallèle à l'âme du rail.
Dans beaucoup de cas, et spécialement lorsqu'il s'agit de câbles de grande longueur, il peut être désirable de souder les organes de connexion à la fa- ceinférieure du patin du rail. Dans ces cas on se servira de la connexion suivant la Fig. 5, où l'axe du trou 11 de l'organe de connexion 1, destiné à recevoir l'extrémité du câble, coïncide avec l'axe de cet organe.
Pour les connexions qui doivent être soudées à l'âme ou au patin du rail, on peut employer toutes les formes d'exécution représentées.
Le soudage des organes de connexion aux rails peut être effectué au moyen d'une machine à souder connue, dont le fonctionnement est expliqué avec référence à la Figo 6. L'organe de connexion 1 est introduit dans l'o- rifice du tuyau 13 d'un support en forme de pistolet, ce tuyau étant échancré au voisinage die son extrémité pour faire place à la cosse 3 du câble. 'Le pistolet à souder est relié à-une source de courant électrique sur laquelle il peut être branché ou dont il peut'être débranché par un interrupteur ac- tionné par la manoeuvre du pistolet. La durée du soudage est réglée par un régulateur horaire spéciai relié au pistolet à souder.
On fait glisser sur l'organe de connexion 1, une bague 15 en matière céramique réfractaire qui
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doit servir de moule de coulée pour le métal qu'on fait fondre pour le sou- dage. On presse contre le rail 12 l'extrémité conique antérieure de l'orga- ne de donnexion qu'on introduit dans le pistolet soudeur et on ferme alors le circuit, ce qui a pour effet d'établir entre l'organe de connexion et le rail un arc électrique qui provoque la fusion de l'extrémité antérieure de l'organe de connexion de telle sorte que ce dernier se soude au rail sur toute l'étendue de sa section transversale. Lorsque la soudure est terminée le courant est coupé automatiquement par lé régulateur horaire après quoi on éloigne le pistolet à souder de l'organe de connexion et on enlève la bague 15 à coups de marteau.
Dans ce système de soudage, le rail ne reçoit qu'une quantité re- lativement très faible de chaleur et celle-ci peut par conséquent être éva- cuée très facilement de la zone de soudure, ce qui pourrait donner lieu à un durcissement inopportun de la région contiguë à la zone de soudure du rail, spécialement lorsque la teneur en carbone du métal du rail est élevée. Pour éviter ce durcissement il est avantageux de chauffer préalablement la zone de soudure.
Pour effectuer la soudure il est avantageux d'employer un pisto- let à souder double, à l'aide duquel on peut souder simultanément les deux organes de connexion d'un câble aux extrémités des rails placées bout à bout.
Si l'on soude les deux organes de connexion séparément, on ne procédera à la fixation du câble aux organes de connexion qu'après la soudure de ces deux organes. Dans ce cas, on peut utiliser pour le soudage, la chaleur transmise au rail par le chauffage préalable. Il suffit alors d'introduire l'extrémi- té du câble pourvue de fondant et de matière à souder dans l'organe de con- nexion, après quoi le soudage s'effectue automatiquement. En outre, on peut naturellement aussi effectuer un assemblage à vis, à cales ou à rivets, par exemple, entre le câble et l'organe de connexion.
Au lieu de la soudure à arc électrique ci-dessus mentionnée, on peut aussi procéder à une soudure par résistance, en appliquant avec une plus forte pression l'organe de connexion contre le rail pendant le soudage. Dans ce cas la forme spéciale de l'organe de connexion représentée sur les Figs.
2, 4 et 5 peut être abandonnée, car il n'est pas nécessaire alors d'employer un fondant. Il suffit de donner une forme conique en pointe à l'extrémité de l'organe de connexion qui doit être soudée au rail. Dans certains cas on peut même employer un organe de connexion simple, de ce genre, pour la soudu- re à l'arc.
REVENDICATIONS.
1. - Connexion électrique entre deux extrémités de rails placés bout à bout, constituée par un câble conducteur de l'électricité relié aux rails,caractérisée en ce qu'un organe de connexion métallique en forme de broche est prévu entre le câble et les rails.
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ELECTRICAL CONNECTION BETWEEN THE ENDS OF TWO PLACED TRACKS
END TO END, AND PROCESS FOR EXECUTING THIS CONNECTION.
The electrical connection between the ends of two rails placed end to end is usually made by means of a copper cable provided at its ends with cable thimbles, which can be mechanically fixed to the rails or be welded or soldered to them by the use of additional metal. The mechanical connection has the drawback of not being stable because it can relax under the action of the running of the rails and of variations in temperature; furthermore, this connection is also unfavorable from the electrical point of view, since its resistance to the passage of current increases - notably with age - as a result of oxidation and fouling of the contact surfaces.
As for assemblies by welding or brazing, their quality depends to a great extent on the skill and care taken by the worker in their execution; in addition, these connection methods have in any case the drawback of causing, as a result of the large quantities of heat generated by the soldering or the soldering, a crystallization of the copper in a straight line of the cable somewhat further from the terminal. contact, which has the effect of quickly tiring the metal, so that the cable tends to break in this place sos the action of the movements of the rail.
According to the invention, all these drawbacks are eliminated by placing between the cable and the rails a metal connection member in the form of a pin. Such a connection member can in particular, when it is executed in an appropriate manner, be welded to the rail mechanically without the use of a filler metal, the welding under, these conditions being on the one hand much more. quickly than hand welding and the quality of the assembly on the other hand becoming independent of the skill and attention of the welder.
The invention will be described below in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawing, in which
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Fig. 1 shows a preferred embodiment of the invention seen in elevation, FIG. 2 shows in section a part of the connection according to Fig. 1, before welding to the rails, Fig. 3 shows another embodiment of the invention, Fig 4 shows the connection according to Fig. 3 in section along the line IV-IV before welding to the rails, Fig. 5 is a view of another embodiment of the invention, also before the welding to the rails and FIG. 6 shows the way in which the connection according to the invention is welded to the rails.
The connection according to Figs. 1 and 2 is made up of the connecting pins in the form of pins 1, the cable 4 formed of copper strands and the cable lugs in the form of sockets 3 placed on the ends of the cable, which are welded together. cable 4 and which is also firmly clamped on it by a pinch 5, so that the movements of the strands cannot propagate inside the terminal. Each cable lug is housed in a hole 2 of a connection member 1 and is welded there firmly.
The axis of the hole 2 is perpendicular to the axis of the connection member 1. The connection members are preferably made of steel, but can also be made of another metal, for example copper. Likewise, the cable, instead of being made of copper strands, can be formed of strands of another metal, for example aluminum, if one can be satisfied with the low conductivity of this metal.
At the end of the connection member 1, which is to be welded to the rail, there is a cup-shaped cavity 6 which contains a granular or powdered fondant 9 and which is closed by means of a thin conical metal capsule. .. 7, which is held by the edge 8 of the cavity which is folded over it. The flux must here play the same role as the coating of conventional welding seams, that is to say to facilitate the ignition of the electric arc during welding, stabilize the arc which is established between the rail and- the end of. the connection member, protect the weld area from oxidation and possibly also generate an additional amount of heat.
If necessary, the cable lugs 3 can also be omitted, if the ends of the cable are rigidly welded directly in the connection members 1, as shown in Figs. 3 and 4. To be able to meet the conditions resulting from the fact that the cable could be subjected directly to bending forces at its fixing points, the hole 10 formed in the connection member passes right through the latter, in such a way that a large surface area is thus obtained solder between the cable and this connection member.
The connections according to Figs. 1 to 4 are executed in such a way that they can be welded to one of the sides of the head of the rail, the axes of the connection members 1 then being arranged horizontally and the cable itself being in a vertical plane parallel to the web of the rail.
In many cases, and especially where cables of great length are involved, it may be desirable to weld the connecting members to the bottom face of the rail shoe. In these cases, the connection according to FIG. 5, where the axis of the hole 11 of the connection member 1, intended to receive the end of the cable, coincides with the axis of this member.
For the connections which must be welded to the web or to the base of the rail, all the embodiments shown can be used.
The welding of the connecting members to the rails can be carried out by means of a known welding machine, the operation of which is explained with reference to Fig. 6. The connecting member 1 is introduced into the opening of the pipe 13. a gun-shaped support, this pipe being indented near its end to make room for the cable lug 3. The welding gun is connected to a source of electric current to which it can be connected or from which it can be disconnected by a switch activated by the operation of the gun. The welding time is regulated by a special time regulator connected to the welding gun.
A ring 15 of refractory ceramic material is slid over the connection member 1 which
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should serve as a casting mold for the metal that is melted for soldering. One presses against the rail 12 the anterior conical end of the coupling member which is introduced into the welding gun and the circuit is then closed, which has the effect of establishing between the connection member and the rail an electric arc which causes the front end of the connecting member to melt so that the latter welds to the rail over the entire extent of its cross section. When the welding is finished, the current is automatically cut off by the time regulator, after which the welding gun is moved away from the connection member and the ring 15 is removed with a hammer.
In this welding system, the rail receives only a relatively small amount of heat and this can therefore be very easily removed from the weld area, which could lead to unwanted hardening of the weld. the region adjacent to the weld area of the rail, especially when the carbon content of the rail metal is high. To avoid this hardening, it is advantageous to heat the weld zone beforehand.
To carry out the welding it is advantageous to use a double welding gun, with the help of which the two connecting members of a cable can be welded simultaneously to the ends of the rails placed end to end.
If the two connection members are welded separately, the cable will not be attached to the connection members until after these two members have been welded. In this case, the heat transmitted to the rail by the preheating can be used for welding. It is then sufficient to introduce the end of the cable provided with flux and material to be welded into the connection member, after which welding takes place automatically. In addition, it is of course also possible to perform an assembly with screws, wedges or rivets, for example, between the cable and the connection member.
Instead of the above-mentioned electric arc welding, it is also possible to carry out resistance welding, by applying with greater pressure the connection member against the rail during welding. In this case the special shape of the connection member shown in Figs.
2, 4 and 5 can be omitted, since it is not necessary to use a flux. It suffices to give a conical pointed shape to the end of the connecting member which must be welded to the rail. In some cases it is even possible to use a simple connection member of this kind for the arc welding.
CLAIMS.
1. - Electrical connection between two ends of rails placed end to end, constituted by an electrically conductive cable connected to the rails, characterized in that a metal connection member in the form of a pin is provided between the cable and the rails .