FI62111C - Stoetdaemparenhet foer anvaendning i en jaernvaegskopplingsanordning - Google Patents

Description

- - » ra1 .... KUULUTUSJULKAISU , _ .

W (11) UTLÄGG N I NOSSKRI FT 62111 c (45) Patentti oyönns-tty 10 11 1932 gja Patent meddeiat ^(51) Kv.ik?/int.ci.3 σ 08 G 18/40, B 61 G 11/08 SUOM I —FI N LAN D (21) ftMnttltalwmu· — PaMntamBknlni 2332/7¾ (22) HakamltpUvt — Anattnlngadac 05.08.7¾ (23) AlkuptM —GlttlfhMsdkf 05.08.7¾ (41) Tullut lulklMlul — *IMt offwttflf 09-02.75

Patentti· ja rekisterihallitus (44) Nlhtlvftkslptoon |» kuuL|ulluliun pvm.— 30.07.82

Patent- och registerstyrelsen ' ' Aiwekan uthgd och utl.tkrtftan pubUcerad (32)(33)(31) Pyydetty «tuoHuut —begird prtorltet 08.08.73 USA(US) 386688 (71) The Goodyear Tire & Rubber Company, 11¾¾ East Market Street, Akron,

Ohio M3l6, USA (US) (72) Daniel A. Chung, N Canton, Ohio, USA(US) (7¾ ) Oy Kolster Ab (5¾) Rautateiden kytkinlaitteistossa käytettävä iskunvaimenninyksikkö -Stötdämparenhet för användning i en järnvägskopplingsanordning

Keksinnön kohteena on iskunvaimenninyksikkö, jolla on normaalia paremmat dynaamisia iskuja vaimentavat ominaisuudet. Keksinnön kohteena on erityisesti iskunvaimenninyksikkö rautatievaunujen kytkinlaitteita varten, joka iskunvaimen-nin on valmistettu joustavasta polyuretaanipolymeerista ja joka kestää toistuvia dynaamisia puristusjaksoja.

Rautateiden kytkinlaitteiden iskunvaimenninlaitteet ovat olleet jatkuvan kehitystyön kohteena. Suhteellisen pienten vaimenninyksikköjen täytyy kestää erittäin suurien ja toistuvien iskujen dynaamiset vaikutukset, minkä vuoksi on jouduttu suunnittelemaan yhdistelmä dynaamisia puristuskokeita ja iskunvaimen-ninelementtien materiaaleja, Pelkkä materiaalien vaihtaminen ei riitä. Dynaamisen puristuksen keston ja vaatimusten tullessa paremmin selvitetyiksi tulevat myös vaatimukset iskunvaimenninelimen rakenteesta monimutkaisemmiksi.

Erityisen tärkeitä ovat vaatimukset, jotka asetetaan kokeelle, jossa tutkitaan dynaamiset puristusjaksot ja jonka perusteella sopivat yksiköt voidaan määritellä rautateiden kytkinkalustolle. Tällaisiin kokeisiin kuuluvat tyypillisen 2 62111 puristuskokeen lisäksi alhaisen lämpötilan kesto- ja pudotusvasarakoe. Jaksottaista puristuskestävyyttä mittaava koe voidaan suorittaa esimerkiksi käyttämällä joustavaa iskunvaimenninelementtiä, johon kuuluu lyhyt sylinterinmuotoinen joustava kappale, halkaisijaltaan noin 16,5 cm ja korkeudeltaan noin 3,8 cm, sivuprofiililtaan koveraksi "V"^muotoiseksi tehty ja päistään tuettu ja kiinnitetty ympyränmuotoisiin teräslevyihin, ja puristamalla tämä elementti vakio-puristuksessa siten, että maksimi kasaanpuristuminen pituusakselin suunnassa on noin 1*5-55 % alkuperäisestä, vapaasta pituudesta ja minimi noin 8-12 % vastaavasta, jolloin puristusta vaihdellaan kyseisiä kokoonpuristumia vastaavasti.

Itse polyuretaanielementti kokee hyvin huomattavia muodonmuutoksia tällaisen dynaamisen puristusjakson kuluessa. Tällaisissa, suhteellisen ankarissa koeolosuhteissa voi tyypillinen vaimenninyksikkö murtua tai vaurioitua noin 50-100 puristusjakson kuluessa. Kuitenkin tulisi rautateiden kytkinlaitteiston iskun-vaimentimen käytössä kestää vähintään 300, edullisesti 500 tällaista jaksoa.

Tämä ankara dynaamisen keston vaatimus tekee välttämättömäksi uudet ja kehittyneemmät iskunvaimenninelementit rautatiekytkinlaitteistolle.

Esillä oleva keksintö koskee rautateiden kytkinlaitteistossa käytettävää iskunvaimenninyksikköä, joka käsittää tavalliseksi kiekoksi muotoillun kiinteän joustavan polyuretaanikoostumuksen sylinterimäisenä elementtinä, jossa on ympyränmuotoiset, yhdensuuntaiset päätypinnat, joihin on kiinnitetty voiman vastaanottavat jäykät metallilevyt, ja jossa on sivuseinänä, joka yhdistää päätypinnat oleellisesti V-^nuotoisen uran muodossa, jonka sivut ovat oleellisesti samanpituiset, jolloin ura ulottuu päätypintoihin asti, jolle iskunvaimenninyksikölle on tunnusomaista, että polyuretaanikoostumus on valmistettu saattamalla vähintään yksi diamiini, joka on 2,2'-diaminodifenyylidisulfidi tai i*,U'-diaminodi-lenyylidisulfidi, reagoimaan reaktiotuotteen kanssa, joka on muodostunut (A) ainakin yhdestä di-isosyanaatista, joka on 3,3’-bitolyleeni-U,l+'-di-isosyanaatti tai 3,3’-dimetyylidifenyylimetaani-l* ,l+J-di-isosyanaatti, ja (B) seoksesta, jossa on ainakin yksi polymeerinen polyoli, jonka keskimääräinen kokonaismolekyyli-paino on n. 1500-2100, käsittäen (l) polyolit, joiden molekyylipaino on n. I8OO-22OO, jolloin seos sisältää (a) n. 65-IOO p-$ polyeetteripolyolia tai (b) n, 65-95 ]?-% polyoliseosta, joka käsittää (i) n. 35-65 p-$ polyeetteripolyolia ja (ii) n, 65-35 p-$ polyesteripolyolia, ja vastaavasti (2) n. 35~0 tai 5 p-$ ainakin yhtä polyeetteri- ja polyesteripolyolia, jonka molekyylipaino on n, 8OO-I25O, jolloin polyeetteripolyoli on polytetrametyleenieetteriglykoli tai polypropyleenieetteriglykoli ja polyesteripolyoli on (i) kaprolaktonipoly-esteri, joka on valmistettu 6-8 hiiliatomia sisältävästä kaprolaktonista ja l*-7 hiiliatomia sisältävästä glykolista tai (ii) atselaiinihapon ja h —7 hiili- 3 62111 atomia sisältävän glykolin atselaatti, jolloin isosyanaattiryhmien suhde poly-olien hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärään on n, 1,7~2,5 ja diamiinin primaaristen aminoryhmien suhde hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärän ylittäviin isosyanaattiryhmiin on n. 0,6-1,1 ja polyolien happoluku on alle 1.

Keksinnön mukainen iskunvaimenninyksikkö kestää vakiopuristuksessa vähintään 300-500 jaksoa puristettaessa kokoon niin, että maksimi on noin U5~55 % ja minimi on noin 8-12 % alkuperäisestä korkeudesta ja iskunvaimenninyksikön painuma on noin 0,75 ja 1,50 cm, edullisesti 1,02-1,27 cm lämpötilassa n. 25°C, 12kl N/cm suuruisen voiman vaikuttaessa tasaisesti sen päätyihin.

Rautateiden kytkinlaitteiston iskunvaimennin käsittää sarjan edellä kuvattuja yksikköjä, noin 8-12 kappaletta, edullisesti 10, koottuna sylinteriin sarjassa iskun suunnassa, voimaa vastaanottavien levyjen ollessa vastakkain.

Keksinnössä käytettävien polyuretaanipolymeerien kestävyyttä voidaan 25°C suoritettujen puristusominaisuuksien lisäksi luonnehtia edelleen -Uo°C:ssa suoritettavalla kylmäpuristuskokeella. Tämän kokeen mukaisesti kyseinen polymeeri, kun se on muotoiltu ja kovetettu kiinteäksi ympyränmuotoiseksi suorasei- nämäiseksi kiekoksi, jonka halkaisija on n. 2,87 cm ja vahvuus n. 1,27 cm, tar- o p vitsee -l0uC;ssa tasaisille pinnoilleen suunnattuna, maksimipaineen 5171 N/cm', 2 edullisesti hl37 N/cm puristuakseen kokoon U0 %. Tämä kylmäpuristuskoe kuvaa polyuretaanipolymeerin jäykkenemistä kylmässä. Se kuvaa polymeerin kykyä absorboida energiaa kovettumatta ja ilman että isku siirtyisi absorboitumatta. Iskunvaimennin on pohjassa silloin, kun puristumisprosentti on likimain vakio ja sen puristumisprosentti-kuormakäyrä likimain vaakasuora suurilla kuormituksilla. Kyky suureen energian absorptioon ilman, että vaimennin menee pohjaan, on erityisesti vaadittu ominaisuus rautateiden kytkinlaitteistoissa, jotka ovat alttiina suurille iskuille suhteellisen laajalla lämpötila-alueella, käsittäen lämpötilat aina n, -l+0°C;seen.

Termi keskimääräinen kokonaismolekyylipaino on ‘tarkoitettu kuvaamaan polyeetteripolyolien ja polyeetteripolyoli-polyesteripolyoli-seoksen muodostaman seoksen kokonaismolekyylipainoa,

Diamiini on edullisesti'2,2,-diaminodifenyylidisulfidi ja polyeetteri-polyoli-polyesteripolyoliseoksen keskimääräinen kokonaismolekyylipaino on edullisesti ll*00-l800, jolloin polyesteripolyolit muodostuvat ainakin yhdestä (a) kaprolaktonipolyesteristä, joka on valmistettu £-kaprolaktonista ja dietyleeni-glykolista, (b) adipiinihapon ja glykolin adipaatista, joka glykoli on 1,^-butaani-dioli tai 1,6-heksaaiiidioli tai (c) atselaiinihapon ja glykolin atselaatista, joka glykoli on 1 ,l*-butaanidioli tai 1,6-heksaanidioli, jolloin di-isosyanaattien isosyanaattiryhmien euhde polyolien hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärään on u 62111 n. 1,7-2,0 ja primaaristen aminoryhmien suhde polyolien hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärän ylittävään isosyanaättiryhmien määrään on n, 0,7-0,95·

Edullinen polyeetteripolyoli on polytetrametyleenieetteriglykoli ja edullinen di-isosyanaatti on SiS-dimetyylidifenyylimetaani-UjV-di-isosyanaatti. Polyolien happoluku on edullisesti alle 0,5 ja edullisimmin alle 0,1,

Polytetrametyleenieetteriglykoli on rakenteeltaan ja koostumukseltaan sellainen, joka saadaan tetrahydrofuraanista käyttämällä 2-k hiiliatomia sisältävää alkyleenioksidia, kuten etyleenioksidia, initiaattorina.

Kaprolaktonipolyesterit ovat pääasiallisesti lineaarisia, hydroksyyli-pääteryhmiä sisältäviä polymeerejä, jotka on valmistettu antamalla 6-8 hiiltä, edullisesti 6 hiiltä, renkaassa sisältävien kaprolaktoneiden reagoida U-7, edullisesti k-6 hiiliatomia sisältävien glykolien kanssa. Sopivia kaprolaktoneja ovat £-kaprolaktoni, seta-kaprolaktoni ja eta-kaprolaktoni. Voidaan käyttää alkyylisubstituoituja kaprolaktoneja, jolloin alkyylisubstituentit sisältävät 1-2 hiiliatomia (esim, metyyli-£-kaprolaktoni). Toivottavaa on, että kapro-laktonipolyesterin molekyylipaino on n, 800-2200, edullisesti n. 1200-2100, vastaten hydroksyylilukuja n, ll0-l5 ja n, 95-55·

Atselaattien molekyylipainoksi suositellaan n, 800-2200, vastaten hydroksyylilukuja alueella n· 11+0-50.

Polyesterit valmistetaan yleensä lämpötilassa n, 50-300°C, edullisesti n, 120-200°C, Mikäli halutaan, voidaan käyttää katalysaattoria lisäämään reaktio-nopeutta. Sopivia kaprolaktonipolyes‘tereitä ja niiden valmistusta on kuvattu US-patenttijulkaisussa 2 993 ^78,

Joustava polyuretaanikappale voidaan valmistaa antamalla ensin polyeette-ripolyolin tai polyeetteripolyolin ja polyesteripolyolin reagoida di-isosyanaa-tin kanssa pääasiallisesti vedettömissä olosuhteissa lämpötilan ollessa n. 100-lU0°C, 30-60 minuutin ajan, Tämä reaktio voidaan suorittaa normaali-ilmakehän paineessa, tai joko korotetussa tai alennetussa paineessa. Voidaan lisätä katalyyttiä di-isosyanaattia ja polymeeristä polyolia tai polyolia ja polyesteriä sisältävään reaktioseokseen lyhentämään reaktioaikaa. Silloin kun tällaista katalyyttiä käytetään, se· tavallisesti lisätään reaktioseokseen ennen di-isosyanaatin lisäämistä tai yhdessä sen kanssa. Voidaan käyttää erilaisia katalyyttejä, esim. amiinikatalyyttejä, kuten trietyyliamiinia, n-metyyli-morfliinia tai n-etyyli-morfliinia.

Diamiinikovetin lisätään tämän jälkeen ja sekoitetaan polymeerisen reaktio-tuotteen kanssa, jota voidaan kutsua esipolymeeriksi, pääasiassa vedettömissä olosuhteissa. Saatu polyuretaanireaktioseos valetaan tämän jälkeen sopivaan muottiin ja kovetetaan keksinnön mukaiseksi joustavaksi polyuretaanikappaleeksi.

5 62111

Kyseinen reaktioseos voidaan kovettaa n. 20--50°C:ssa, vaikkakin nopeampi kovettuminen saadaan aikaan korkeammissa lämpötiloissa, esimerkiksi n. 50-200°C:ssa. Tavallisesti annetaan reaktioseoksen kovettua 125°C:ssa n. l6-2h tuntia.

Kun muotoiltu joustava polyuretaanikoostumus valmistetaan kaatamalla poly-uretaanireaktioseos muottiin, joka on halutun kappaleen muotoinen, ja kovettamalla reaktioseos tämän jälkeen, voidaan iskunvaimenninelimessä voiman vastaanottavat metallilevyt asettaa muottiin ennen reaktioseoksen kovettamista. Haluttaessa voidaan metallilevyjen pinnat käsitellä sopivalla sitovalla aineella, kuten esim. fenoli- tai polyesteri-polyisosyanaattiliimalla. Sopivia tällaisia sideaineita on kuvattu US-patenttijulkaisussa 2 992 939 ja AU-patenttijulkaisussa 256 373.

Kovettamalla polyuretaanireaktioseos kyseisten metallilevyjen läsnäollessa tarttuu metallilevy ainakin toiseen polyuretaanielimen voimaa vastaanottavista pinnoista muodostaen laminaattirakenteen, kuten on esitetty esimerkiksi kuvioissa 1 ja 2, Sopivat metallilevyt ovat yleensä iskunvaimenninyksikön voimaa vastaanottavien tasaisten pintojen kanssa samankokoisia ja ne ovat vahvuudeltaan n, 0,16-1,27 cm, edullisesti n, 0,32--0,61 cm, tai n. 0,25-0,50 cm . Teräslevyjä, kuten kuumavalssattu pehmeä teräs, jonka hiilipitoisuus on n. 10/15 - 10/30 SAE:n (Society of Automotive Engineers) luokituksen mukaan, suositellaan käytettäviksi.

Keksinnön selventämiseksi viitataan seuraaviin kuvioihin.

Kuvio 1 esittää perspektiivikuvana iskunvaimenninyksikön.

Kuvio 2 on halkileikkauskuva pystyasennossa olevasta iskunvaimennin-yksiköstä.

Kuvio 3 esittää pitkittääsleikkauskuvana kuvioissa 1 ja 2 esitettyjä iskunvaimenninyksikköjä, jotka on asetettu tukisylinteriin poikittain puris-tussuuntaa vastaan, jolloin kyseiset iskunvaimenninyksiköt ovat puristuneet kasaan noin lO % alkuperäisestä korkeudestaan.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetyt iskunvaimenninyksiköt käsittävät parannetun joustavan polyuretaanielimen (l), joka on sidottu tai laminoitu kahteen vastakkaiseen ja pääasiallisesti samansuuntaiseen voiman vastaanottavaan kuumavalssat-tuun pehmeään teräslevyyn (2 ja 3), Osa joustavan polyuretaanikappaleen sivu-seinämästä on kartiomainen V-^nuotoinen ura (1), Urantilavuuden suhde polyuretaanikappaleen ja uran yhteiseen tilavuuteen kerrottuna sadalla antaa likimäärin sallitun puristumisprosentin suuruuden, Sopiva rautateiden kytkinlaite voidaan muodostaa kuvion 3 mukaisesti sopivassa puristuksessa, jolloin joustavat polyuretaani elimet deformoituvat ja niiden sivuseinämät puristuvat vaakatasossa ulospäin (5),

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavässa esimerkissä. Ellei toisin ole 6 62111 mainittu, ovat kaikki osat ja prosentit paino-osia ja -prosentteja.

Esimerkki

Kokeet A-F suoritettiin lisäämällä vastaaviin reaktioastioihin A-F ensin vedettömissä reaktio-olosuhteissa vaihtelevat määrät polyeetteri- ja polyesteri-polyoleja, jotka käsittivät polytetrametyleenieetteriglykoleja, joiden molekyylipai-not olivat n. 1000 ja 2000, tetrametyleeniatselaattia, jonka molekyylipaino oli n. 2000, ja £-kaprolaktonin ja dietylfeeniglykolin polyesteriä, jonka molekyylipaino oli n. 2000. Polyesteripolyolien happoluvut olivat alle n. 0,5· Polyolien seoksia sekoitettiin (poistaen ennalta kaiken mahdollisen kosteuden) pienennetyssä paineessa n. 110°C lämpötilassa noin tunnin ajan, Tämän jälkeen lisättiin polyolien seokseen vaihtelevia määriä 3^’—bitolyleeni-U,U'-di-isosyanaattia (TODI) tai 3,3’*-dimetyylidifenyylimetaani-U,U,-<-di-isosyanaattia (DMMDl) ja sekoitettiin ja annettiin reagoida vähennetyssä paineessa n. 120°C:ssa noin U5 minuutin ajan.

Sitten lisättiin seoksiin vaihtelevat määrät 2,2'-diaminodifenyylidisulfidia /bis(2-AMP)DIS7, U,U'-metyleeni-bis-(2-kloorianiliinia) (MOCA) ja/tai o-dikloori-bentsidiiniä (0DCB), Alla oleva taulukko 1 kuvaa seoksia.

Taulukko 1

A B C D E F

Polytetrametyleenieetteri- glykoli (1000) 18 17,5 - 20 7 20

Polytetrametyleenieetteri'- glykoli (2000) U2 Ui,2 100 80 53 Uo £ -kaprolaktonin polyesteri (2000) Ui,2 - - Uo Uo

Tetrametyleeniatselaatti (2000) U0 DMMDl 32,9 - - 31,0 29,6 31,5 TODI - 30,2 27,2 - MOCA - - 12,U 13,3 U,l8 0DCB - - - - - 8,26

Bis(2-AMP )DIS 13,2 11,U 11,0 - Tämän jälkeen reaktioseokset kaadettiin välittömästi tai valettiin muotteihin joihin oli asetettu kaksi ympyränmuotoista kuumavalssattua pehmeää SAE-luokituksen n, 10/20 mukaista, halkaisijaltaan n. 16,5 ja vahvuudeltaan 0,3U cm teräslevyä. Levyt oli päällystetty polyesteri-polyisosyanaatti-tyyppisellä liimalla parantamaan niiden tarttumista valettuun polyuretaaniin, Seokset kovetettiin muoteissa n, 115°C:ssa noin 22 tunnin ajan, jotta saataisiin kuvioissa 1-3 esitetynlaisia polyuretaaniteräslaminaatti-iskunvaimenninyksiköitä, jolloin muotoiltujen joustavien polyuretaanikoostumusten halkaisija oli 16,51 cm ja vahvuus 3,81 cm. Sivuseinämät olivat V:n muotoisia uria, joiden tilavuus on n. 2/3 polyuretaanin tilavuudesta.

7 62111

Iskunvaimenninyksiköt puristettiin kokoon n. 1,12-1,1+0 cm lämpötilassa n, 25°C puristuksen ollessa n, 12^1 N/cm^ tasaisesti teräslevyjen pintoja vastaan. Itse asiassa suoritettiin koe laittamalla kaksi tällaista yksikköä sarjaan kokeen aikana ja näitten yhteinen kokoonpuristuma oli n. 2,21+-2,80 cm.

Sellaiset iskunvaimentimet, joitten polyuretaanielimet on valmistettu keksinnön mukaisesti, mutta joissa on liian alhainen moolisuhde di-isosyanaatin ja polymeerisen polyesterin välillä, puristuvat tyypillisesti enemmän kuin n.

1,52 cm tässä kokeessa. Tällaiset iskunvaimenninelimet, käytettäessä niitä rautateiden kytkinlaitteistossa, absorboivat riittämättömästi energiaa ja ovat siten täysi kasaanpuristuneita ennenkuin riittävästi puristusenergiaa on ehtinyt absorboitua kytkinlaitteistosta käytön aikana. Sellaiset iskunvaimentimet puolestaan, joitten polyuretaanielimellä on liian korkea suhde di-isosyanaatin ja polymeerisen polyesterin välillä, tyypillisesti puristuvat kokoon vähemmän kuin n. 0,76 cm kokeessa. Käytettäessä rautateiden kytkimissä ne absorboivat liian vähän energiaa ennen sen siirtämistä, tai rautatievaunujen kytkemisestä aiheutuva voima läpäisee kytkinlaitteiston ja iskunvaimennin myös rikkoutuu käytössä.

Osa kustakin polyuretaani-reaktioseoserästä kovetettiin ja muotoiltiin kiekoiksi, halkaisijaltaan n. 2,87 cm ja vahvuudeltaan n. 1,27 cm. Lämpötilassa n. -1+0 tarvittiin n. 3999 5033 N/cm suuruinen puristus tasopinnoille aiheuttamaan kiekoille n. 1+0 % kokoonpuristuminen alkuperääsmitoista. 2l+°C:ssa vaadittiin vastaavan kokoonpuristuman aikaansaamiseksi n, 1379-172l+ N/cm toivotun maksimin ollessa 1862 N/m^, Täten iskunvaimenninyksikön painuma- ja puristusarvot ovat sopivia rautateiden kytkinlaitteistoa varten laajalla lämpötila-alueella, kuten n. -20 - 25°C, mahdollisesti aina 50°C:seen.

Toivottavaa on, että iskunvaimenninyksiköt testataan myös -35°C:ssa tapahtuvalla pudotusvasarakokeella ja AAR:n kestävyystestillä. Pudotusvasarakokeessa ladataan ensin kytkinlaitesynteriin pystysuoraan 10 kuvioissa 1-3 esitettyä iskunvaimenninyksikköä sarjaan iskukuorman suuntaan metallisten päätylevyjen ollessa toisiaan vasten siten, että muodostuu kytkinlaitteisto. 12258 kg vasara pudotetaan tämän jälkeen pystyasentoon asetetun kytkimen päätyyn useilta eri korkeuksilta. Impulssi mitataan ja ilmaistaan tavallisesti korkeutena senttimetreissä, jolta vasara on pudotettu ja kytkinlaitteen kapasiteetti määrätään. Kytkimen kapasiteetti mitataan siinä pisteessä, jossa kytkin menee pohjaan, ts. kun se alkaa siirtää suoraan vasaran iskun pehmittämättä tai absorboimatta iskuvoimaa. Tällöin kytkin voi, tyypillisenä arvona, "pohjata" pudotettaessa 12258 kg vasara noin U5 97 cm:n korkeudelta, jolloin iskuvoima on 1696 kgm. Laite jäähdytetään tämän jälkeen -35°C:seen, 12258 kg:n vasara pudotetaan kolme kertaa -35°C

8 62111 pudotusvasaratestiä varten. Kapasiteetti mitataan, kytkin puretaan ja tarkistetaan kiekot. Pudotusvasarakokeen epäonnistumisen kriteerinä on kiekkojen vaurioituminen, kuten murtuminen, erityisesti -35°C:ssa, tai pohjaaminen alle 1696 kgm:n iskulla n, 25°C:ssa, AAR kestävyystestin (American Association of Railroads) suhteen voidaan viitata AAR;n selvitykseen M-901-E kestävyystesti. Koe on yleisesti ottaen vastaava kuin -35°C pudotusvasarakoe, mutta se aloitetaan huoneenlämmöstä, n. 25°C 12258 kg:n vasara pudotetaan korkeuksilta, n. 2,5~76 cm tietyn ajanjakson kuluessa, kunnes it,8 miljoonaa kgm-energiaa on kulunut kytkimessä, johon tyypillisesti kuuluu 10 iskunvaimenninyksikköä. Kytkimen kapasiteetti mitataan sekä kokeen alussa että lopussa kuin myös sen kuluessa säännöllisin väliajoin. Kytkimen kapasiteetit ennen koetta, sen aikana ja kokeen jälkeen mitataan, joita toisiinsa verrattaessa voidaan määritellä mahdolliset muutokset kytkimen kapasiteetissa.

Tämän jälkeen kytkin puretaan ja tutkitaan kiekkojen vauriot. Huomattava kapasiteetin menetys tai kiekkojen vaurioituminen, kuten kohtuuton halkeilu, on osoitus epäonnistuneesta kokeesta. Suositeltavaa on, että 10 yksiköstä koostuvalla kytkimellä on vähintään n, 1696 kgm:n kapasiteetti ennen pohjaan menemistä tai kapasiteetti n, 170 kgm per kiekko n, 25°C:ssa. Tässä kokeessa 12258 kg:n vasaraniskut annetaan asteittain tietyn ajanjakson kuluessa, jotta estetään lämmön nousu, sillä kytkin lämpenee huomattavasti jokaisen vasaranpudotuksen jälkeen,

Kokeissa B-F valmistetut iskunvaimenninyksiköt kestivät hyvin puristus-jaksokokeen vähintään 500 jakson ajan, jolloin yksikkö jatkuvasti puristettiin vakiovoimalla kokoon ja annettiin palautua siten, että polyuretaanin vahvuus vaihteli pienentyen välillä 8-12 % ja U5_55 %· Tarkemmin ottaen yksikkö puristetaan lähtien n. 8-12 %:st& kyseiseen ^+5^55 % puristumaan asti ja annetaan palata 8-10 % puristukseen. Tähän kuluu aikaa n, 30 sekuntia. N, U 1/2 minuuttia myöhemmin jakso toistetaan. Siten vie yksi jakso n, 5 minuuttia. Tyypillistä on että ensimmäisissä puristuksissa tarvitaan suuri voima yksikön kokoonpuristumiseksi, joka voima kuitenkin jonkin verran pienenee seuraavien 10-50 jakson aikana, Tämän jälkeen voima pysyy samalla tasolla kuiines yksikkö alkaa rikkoutua.

<.

Tässä pisteessä vaadittu voima suhteellisen nopeasti pienenee muutaman jakson kuluessa, Tästä johtuen tyypillinen määrä jaksoja, jonka rautateiden kytkinlait-teistoihin sopiva kytkin voi kestää, on sellaisten viisiminuuttisten jaksojen lukumäärä, jotka se kestää puristettaessa sitä, vapaaseen korkeuteensa verrattuna, 8-12 % puristuksesta U5—55 % puristukseen, kunnes tarvittava voima on pudonnut n. 25 ! ensimmäiseen jaksoon tarvitusta voimasta, 9 62111

Keksinnön mukaiset iskunvaimenninyksiköt ja erityisesti esimerkissä kuvattu, ovat erinomaisen sopivia rautateiden kytkinlaitteiston iskunvaimennin-yksikköinä.

Käytännössä rautateiden kytkinlaitteen iskunvaimennin on koottu 8-1^, edullisesti 10;stä sarjaan asetetusta yksiköstä ja edullisesti käyttäen kuvattuja, halkaisijaltaan 16,51 cm, muotoiltuja polyuretaanikiekkoja, joiden vahvuus on 3,81 cm ja sivut V-muotoon koverrettu ja yksiköt on asetettu laitteeseen, 'johon käytännössä kohdistuu n, 89000 N;n voima junanvaunussa.

Käytännössä käytetty polyuretaani sisältää pienen määrän, n. 0,5~3, tai edullisemmin n. 1~2 painoprosenttia antioksidanttia, kuten amiinia tai estynyttä fenolityyppistä antioksidanttia. Antioksidantti on tavallisesti sekoitettu dioli-di-isosyanaattiseoksen tai tuotteen kanssa, tai edullisemmin yksinkertaisesti polyoliin sekoitettuna. Antioksidantin lisäämisellä pyritään ennenkaikkea säilyttämään iskunvaimentimen hyödylliset ominaisuudet kauemmin.

Claims (6)

10 621 1 1

1. Rautateiden kytkinlaitteistossa käytettävä iskunvaimenninyk-sikkö, joka käsittää tavalliseksi kiekoksi muotoillun kiinteän joustavan poly-uretaanikoostumuksen sylinterimäisenä elementtinä, jossa on ympyränmuotoiset, yhdensuuntaiset päätypinnat, joihin on kiinnitetty voiman vastaanottavat jäykät metallilevyt, ja jossa on sivuseinämä, joka yhdistää päätypinnat oleellisesti V-muotoisen uran muodossa, jonka sivut ovat oleellisesti samanpituiset, jolloin ura ulottuu päätypintoihin asti, tunnettu siitä, että poly-uretaanikoostumus on valmistettu saattamalla vähintään yksi diamiini, joka on 2,2'-diaminodifenyylidisulfidi tai 4,4'-diaminodifenyylidisulfidi, reagoimaan reaktiotuotteen kanssa, joka on muodostunut (A) ainakin yhdestä di-isosyanaa-tista, joka on 3,3'-bitolyleeni-4,4'-di-isosyanaatti tai 3,3'-dimetyylidifenyyli-metaani-4,4'-di-isosyanaatti, ja (B) seoksesta, jossa on ainakin yksi polymeerinen polyoli, jonka keskimääräinen kokonaismolekyylipaino on n. 1500-2100, käsittäen (1) polyolit, joiden molekyylipaino on n. 1800-2200, jolloin seos sisältää (a) n. 65-100 p-% polyeetteripolyolia tai (b) n. 65-95 p-% polyoliseosta, joka käsittää (i) n. 35-65 p-% polyeetteripolyolia ja (ii) n.65-35 p-% poly-esteripolyolia, ja vastaavasti (2) n. 35-0 tai 5 p-% ainakin yhtä polyeetteri-ja polyesteripolyolia, jonka molekyylipaino on n. 800-1250, jolloin polyeetteri-polyoli on polytetrametyleenieetteriglykoli tai polypropyleenieetteriglykoli ja polyesteripolyoli on (i) kaprolaktonipolyesteri, joka on valmistettu 6-8 hiili-atomia sisältävästä kaprolaktonista ja 4-7 hiiliatomia sisältävästä glykolista tai (ii) atselaiinihapon ja 4-7 hiiliatomia sisältävän glykolin atselaatti, jolloin isosyanaattiryhmien suhde polyolien hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärään on n. 1,7-2,5 ja diamiinin primaaristen aminoryhmien suhde hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärän ylittäviin isosyanaattiryhmiin on n. 0,6-1,1 ja polyolien happoluku on alle 1.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen iskunvaimenninyksikkö, tunnettu siitä, että diamiini on 2,2'-diaminodifenyylidisulfidi, polyeetteri-polyoli-polyesteripolyoliseoksen keskimääräinen kokonaismolekyylipaino on 1400-1800 ja polyesteripolyolit muodostuvat ainakin yhdestä (a) kaprolaktoni-polyesteristä, joka on valmistettu 6-kaprolaktonista ja dietyleeniglykolista, (b) adipiinihapon ja glykolin adipaatista, joka glykoli on 1,4-butaanidioli tai 1,6-heksaanidioli tai (c) atselaiinihapon ja glykolin atselaatista, joka glykoli on 1,4-butaanidioli tai 1,6-heksaanidioli, jolloin di-isosyanaattien isosyanaattiryhmien suhde polyolien hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärään on n. 1,7-2,0 ja primaaristen aminoryhmien suhde polyolien hydroksyyliryhmien kokonaislukumäärän ylittävään isosyanaattiryhmien määrään on n. 0,7-0,95. 11 62111

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen iskunvaimenninyksikkö, tunnettu siitä, että polyeetteripolyoli on polytetrametyleenieetteriglykoli.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen iskunvaimenninyksikkö, tunnettu siitä, että di-isosyanaatti on 3,31-dimetyylidifenyyliraetaani-4,41 -di-isosyanaatti.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen iskunvaimenninyksikkö, tunnettu siitä, että siinä on tavalliseksi kiekoksi muotoiltu sylinterimäi-nen elementti, jossa on ympyränmuotoiset yhdensuuntaiset päätypinnat, jotka halkaisijaltaan ovat 16,51 cm ja korkeudeltaan 3,81 cm ja jossa on sivuseinämä joka yhdistää päätypinnat oleellisesti V-muotoisen uran muodossa, jonka sivut ovat oleellisesti samanpituiset, jolloin ura ulottuu päätypintoihin asti, ja elementin kiinteän osan tilavuus on n. 150 % uran tilavuudesta ja kiinnitetyt voiman vastaanottavat jäykät levyt ovat teräslevyjä.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen iskunvaimenninyksikkö, tunnettu siitä, että useita sellaisia yksikköjä on kytketty yhteen muodostamaan rautateiden kytkinlaite, joka käsittää 8-12 sellaista yksikköä asennettuna sylinteriin sarjaksi iskukuormaa vastaan voimaa vastaanottavien jäykkien levyjen ollessa toisiaan vasten. ia 62111