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" Connecteur électrique à souder sur un élément en acier tel qu'un rail de chemin de fer ".
La présente invention concerne une connexion électrique à des. élément en acier et vise particulièrement un connecteur électrique permettant d'effectuer une connexion électrique' sur une voie de chemin de fer.
On rencontre des difficultés pour réaliser une connexion électrique directe sur un élémeat en acier au moyen d'un connecteur en cuivre ou métal analogue et on en rencontre également pour effectuer une connexion méca- nique sûre à moins de réaliser un serrage à vis, étant donné que la chaleur nécessaire pour garantir une liai- son d'une soudure c" d'un dépôt analogue sur de l'acier est
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généralement dangereusement élevée pour le connecteur, provoquant par exemple l'oxydation du connecteur.
Conformément à la présente invention, un oon.. neoteur électrique a souder sur un élément en acier tel qu'un rail de chemin de fer comprend un sabot en fer doux deztiné à être soudé sur l'élément en acier et une partie de connecteur faite d'un métal relativement malléa- ble et très conducteur comme le cuivre destinée à réali- ser une connexion aur un conducteur et est fixé sur le sabot par une couche fondue intermédiaire d'un métal très conducteur comme un alliage d'argent.
Il est préférable que le sabot s'étende latéra- lement au-delà des limites du connecteur et de la couche intermédiaire pour présenter une arête distante de la couche intermédiaire pour le soudage du dépôt par fusion sur l'élément en acier. Il convient que la bordure du sabot soit retournée de façon à présenter une rainure en forme de V entre le sabot et l'élément en acier quand ils ce trouvent placés bout à bout l'un par rapport à l'autre afin de recevoir le dépôt de soudure par fusion, la partie retournée servant à protéger la couche inter- médiaire et le connecteur de la chaleur rayonnante di- recte du processus de dépôt de soudure.
On décrira maintenant l'invantion à titre d's- xemple en se referait aux schémas partiels annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue partielle isomé- trique d'une paire de rails adjacents interconnectés électriquement ; la figure 2 est une coups transversale fragmentaire d'un des rails de la figure 1 pratiquée à
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travers un connecteur électrique ;
la figure 3 est une vue isométrique explo- sée d'un connecteur électrique ; les figures 4 et 5 sont des coupée trans- versales de deux connecteurs construits de manière dif- férente la figure 6 uns une coupe transversale d'une variante de forme de connecteur ; la figure 7 est une coupe fragmentaire d'une connexion entre une paire de rails adjacente en employant des connecteurs conformément à la figure 6 1 .la figure 8 est une élévation latérale d'encore une autre variante de forme de connecteur la figure 9 est une coupe partielle suivant la ligne 9-9 de la figure 8, et la figure 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 8.
Dans l'ensemble de la figure 1, deux rails de chemin de fer 1 et 2 sont séparés par un court inter- valle 3, et sont reliés électriquement par un groupe de quatre conducteurs 4 fixés sur les rails 1 et 2 par des connecteurs 5 et 6. Les conducteurs 4 sont plus longs que la distance existant antre les connecteurs 5 et 6 d'une quantité telle qu'ils ne sont pas sujets à des contraintes en raison des mouvements relatifs des rails 1 et 2 quand ils sont en service, et les conducteurs forment des boucles entre les connecteurs 5 et 6.
Chaque connecteur 5 et 6 comprend une partie de sabot plate 7, comme on le voit sur les figures 2 et 3, faite de for doux et disposée au voisinage du patin du rail sur lequel elle est fixée par un cordon de sou-
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dure 8. Une bordure supérieure 9 du sabot 7 est repliée à 1'écart du rail de façon à présenter une rainure supé- rieur@ en forme de V entre la bordure 9 et le rail, des- tinée à recevoir le dépôt de soudure 8. Une partie de connecteur 10 est fixée sur le sabot 7 sur le côté oppose au rail, et est espacée on dessous de la bordure repliée
9.
La partie de connecteur 10 comprend une bande allon- gée en métal conducteur malléable tel que du cuivre qui s'étend longitudinalement par rapport au sabct 7 sur une partie du bas du sabot. À chaque extrémité la bande 1D est munie de viroles transversales 11 ayant une forme généfaleent cylindrique et recevant des paires d'extré- mité des conducteurs 4. Les parties de viroles ll sont fixées sur les conducteurs 4 par dos techniques de for- image à la presse ou de sertissage avant que le sabot 7 ne soit coudé sur le rail.
A cet effet, on dispose une enclume ou tas au voisinage du sabot 7 en face d'une vi- role 11 et on presse à force vers l'enclume contre la virolellune matrice mâle portant une paire de saillies en comprimant ainsi la virole 11 autour des extrémités du conducteur et déformant la section transversale do la virole 11 en créant une paire de creux 12.
La partie de connecteur 10 est fixée sur le sabot 7 par une couche fondue intermédiaire de matériau conducteur 14, qui peut être d'une manière appropriée un alliage d'argent ayant une température de fusion infé- rieure à la température de soudage employée pour fixer le sabot de fer doux 7 sur le rail. L'alliage d'argent est placé d'une manière appropriée entre le sabot 7 et la partie de connecteur 10 et l'ensemble est chauffé pour fondre l'alliage d'argent et lier la partie de oonnec-
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tour 10 au sabot 7.
Comme on le voit sur la figure 3, la partie de .connecteur est formée d'un oourt tronçon de tube, dont les parole opposées 13 août pressées en relation de con- tiguïté sur une région centrale plate du connecteur en laissant ouverte à chaque extrémité des viroles 11; les viroles ll font d'un coté saillie latéralement par rapport à la partie centrale plate et sont de l'autre cote oo- planaires avec elle.
Les parties de parois continuée 13 peuvent être liées ensemble par un procédé de soudage ou de brasage pendant la fusion de l'allias, d'argent, A titre de variante, comme on le voit sur la figure 4, la partie de connecteur peut être formée d'un matériau en bande dont les extrémités sont repliées pour définir des viroles Ilayant une section transversale sensiblement rectangulaire. Les extrémités de la bande peuvent Atre brandes sur les viroles adjacentes pour fer- mer les virolea 11 et cette liaison ou ce brasage peut être effectué par fusion de la couche d'alliage d'argent entre les parties de connecteur et le sabot 7.
Comme autre variante, la partie de connecteur peut être forcée à partir d'un profilé extrudé, comme on le voit sur la figure 5.
Comme il est représenté sur les figures 6 et 7, chaque connecteur peut être muni d'une virole simple Il pour fixer un conducteur unique ou un groupe unique de conducteur 4. Dans un tel cas le connecteur est plus oourt que dans le mode de réalisation des figures 1 à 5 étant donné que la soudure 8 peut être effectuée non seu- lement le long de la bordure supérieure du sabot mais également selon une bordure latérale éloignée des viro-
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les 11. @
Dans la variante des figures 8 à 10 on utilise des numéros de référence analogue pour désigner des par- fies similaires un mode do réalisation des figures 1 à 5.
La différence essentielle est que la partie connecteur est pourvue d'une forme classique de borne tubulaire 10 comprenant une virole de sertissage ll ot une partie de languette ou partie de contact 20 formée en aplatioaunt le tube à partir duquel est forude la borne. Une paire d'oreilles 21 est défoncée hors de tentes découpées dans le sabot de fer ou d'aoior 7, chaque oreille étant rabor- dée en arrière de façon que la partie/de contact ou lan- guette 20 puisse être glissée sous les oreilles 21 de façon à être en contact avec ellec et à être maintenue contre le sabot 7 entre les oreilles 21.
La partie de contact 20 est fixée sur le cabot 7 comme il est décrit pour la première réalisation par une couche de métal conducteur fondu tel qu'un alliage d'argent. Lorsqu'on monte le connecteur 10 sur le sabot 7 comme il est représenta sur la figure 9, la partie de contact est glissée en dessous des oreilles 21 jusqu'il ce que l'extrémité supérieure de la partie de contact 20 vienne en contact avec le bord reborde 9. Le connecteur a une longueur toile par rapport à la largeur du sabot que la virole de sertissage s'étend en dessous du sabot 7.
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"Electrical connector to be welded onto a steel element such as a railway rail".
The present invention relates to an electrical connection to. element made of steel and is particularly aimed at an electrical connector making it possible to make an electrical connection on a railway track.
Difficulties are encountered in making a direct electrical connection to a steel element by means of a copper or similar metal connector, and difficulties are also encountered in making a secure mechanical connection unless a screw-tightening is performed, since that the heat necessary to ensure a bond of a weld c "of a similar deposit on steel is
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generally dangerously high for the connector, for example causing oxidation of the connector.
In accordance with the present invention, an electric motor to be welded to a steel member such as a railway rail comprises a soft iron shoe intended to be welded to the steel member and a connector part made. of a relatively malleable and highly conductive metal such as copper intended to make a connection to a conductor and is fixed to the shoe by an intermediate molten layer of a highly conductive metal such as a silver alloy.
It is preferred that the shoe extends laterally beyond the boundaries of the connector and the interlayer to provide a ridge remote from the interlayer for welding the fusion deposit to the steel member. The edge of the shoe should be turned over so that there is a V-shaped groove between the shoe and the steel member when they are placed end to end relative to each other to receive the deposit. fusion weld, the upturned portion serving to protect the middle layer and connector from direct radiant heat from the solder deposition process.
The invention will now be described by way of example with reference to the attached partial diagrams in which: FIG. 1 is a partial isometric view of a pair of adjacent electrically interconnected rails; Figure 2 is a fragmentary cross sectional view of one of the rails of Figure 1 taken at
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through an electrical connector;
Figure 3 is an exploded isometric view of an electrical connector; Figures 4 and 5 are cross sectional views of two connectors constructed differently from Figure 6 in a cross section of an alternative form of connector; Figure 7 is a fragmentary sectional view of a connection between an adjacent pair of rails employing connectors in accordance with Figure 6.1 Figure 8 is a side elevation of yet another alternative form of connector Figure 9 is a partial section taken on line 9-9 of Figure 8, and Figure 10 is a section taken on line 10-10 of Figure 8.
In the assembly of figure 1, two railway rails 1 and 2 are separated by a short gap 3, and are electrically connected by a group of four conductors 4 fixed on the rails 1 and 2 by connectors 5 and 6. The conductors 4 are longer than the distance existing between the connectors 5 and 6 by an amount such that they are not subject to stress due to the relative movements of the rails 1 and 2 when they are in use, and the conductors form loops between connectors 5 and 6.
Each connector 5 and 6 comprises a flat shoe part 7, as seen in Figures 2 and 3, made of soft wood and disposed in the vicinity of the shoe of the rail on which it is fixed by a cord of support.
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hard 8. An upper edge 9 of the shoe 7 is folded away from the rail so as to present an upper V-shaped groove @ between the edge 9 and the rail, intended to receive the weld deposit 8 A connector part 10 is attached to the shoe 7 on the side opposite the rail, and is spaced below the folded edge.
9.
The connector portion 10 comprises an elongated strip of malleable conductive metal such as copper which extends longitudinally of the sabct 7 over a portion of the bottom of the shoe. At each end, the strip 1D is provided with transverse ferrules 11 having a generally cylindrical shape and receiving pairs of ends of the conductors 4. The ferrule parts 11 are fixed to the conductors 4 by means of image-forming techniques. press or crimp before shoe 7 is bent on the rail.
To this end, an anvil or pile is placed in the vicinity of the shoe 7 in front of a screw 11 and a male matrix carrying a pair of projections is pressed towards the anvil against the virolell, thus compressing the ferrule 11 around ends of the conductor and deforming the cross section of the ferrule 11 by creating a pair of recesses 12.
The connector portion 10 is secured to the shoe 7 by an intermediate molten layer of conductive material 14, which may suitably be a silver alloy having a melting temperature lower than the solder temperature employed for fixing. the soft iron shoe 7 on the rail. The silver alloy is suitably placed between the shoe 7 and the connector part 10 and the assembly is heated to melt the silver alloy and bond the connector part.
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turn 10 to shoe 7.
As seen in Fig. 3, the connector portion is formed from a short section of tube, the opposing words of which are pressed in adjoining relation to a flat central region of the connector leaving open at each end. ferrules 11; the ferrules 11 protrude on one side laterally with respect to the flat central part and on the other side are ooplanar with it.
The continued wall portions 13 may be bonded together by a welding or brazing process during the melting of the alloy, silver. Alternatively, as seen in Figure 4, the connector portion may be formed of a strip material, the ends of which are folded over to define ferrules II having a substantially rectangular cross section. The ends of the strip can be brandished on the adjacent ferrules to close the ferrules 11 and this bonding or this brazing can be carried out by melting the layer of silver alloy between the connector parts and the shoe 7.
As another variant, the connector part can be forced from an extruded profile, as seen in Fig. 5.
As shown in Figures 6 and 7, each connector may be provided with a single ferrule II to fix a single conductor or a single group of conductors 4. In such a case the connector is shorter than in the embodiment. Figures 1 to 5, given that the weld 8 can be performed not only along the upper edge of the shoe but also along a side edge remote from the viro-
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the 11. @
In the variation of Figures 8 to 10, like reference numerals are used to designate parts similar to an embodiment of Figures 1 to 5.
The essential difference is that the connector part is provided with a conventional form of tubular terminal 10 comprising a crimping ferrule and a tab portion or contact portion 20 formed by flattening the tube from which the terminal is formed. A pair of ears 21 are knocked out of tents cut from the iron or steel shoe 7, each ear being pulled back so that the contact / tab or tab 20 can be slipped under the ears. 21 so as to be in contact with it and to be held against the shoe 7 between the ears 21.
The contact part 20 is fixed on the cabot 7 as described for the first embodiment by a layer of molten conductive metal such as a silver alloy. When mounting the connector 10 on the shoe 7 as shown in Figure 9, the contact part is slid below the ears 21 until the upper end of the contact part 20 comes into contact with the edge rims 9. The connector has a fabric length relative to the width of the shoe as the crimping ferrule extends below the shoe 7.