NO137600B - St¦tdempende enhet egnet for anvendelse i jernbanekoblinger - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår støtdempende enheter med

en forlenget dynamisk støtdempende evne. Oppfinnelsen angår i sær-deleshet støtdempende elementer for jernbanekoblinger av elastisk herdet polyurea-urethankomposisjoner som kan motstå gjentatt dynamisk kompresjon ved komprimering til samme dimensjon, i det etter-følgende kaldt kompresjonssyklisering.

Støtdempende jernbanekoblinger har gjennomgått en.riven-

de utvikling. På grunn av de meget store og gjentagende støt som de relativt små støtdempende enheter må være istand til dynamisk å motstå, må en kombinasjon av dynamisk kompresjonsfasthet og sammensetningen av den støtdempende enhet koordineres. En enkel sub-stitusjon av materialer er lite effektiv.

Eftersom vurderingsmetoder og krav til dynamisk kompre-sjonsutholdenhet er blitt strengere, forlanges der at den støt-dempende enhetskomposisjon blir mer tilpasset.

Av særlig betydning er de krevende betingelser i en dynamisk kompresjonstest som et mål for å fastslå egnede enheter for anvendelse som koblinger i jernbanevogner. Denne testbetingelse kommer i tillegg til typiske nedbøynings-, lavtemperatur- og hammer slag- tes ter .

Kompresjonssyklustesten kan illustreres ^.ved at der anvendes elastisk støtdempende enhet omfattende en elastisk kompo-sisjon med en kort sylindrisk form med diameter 16,5 cm og høyde 3,8 cm og med sine sider i form av en konkav V og med sine ender dekket med og festet til overflaten av sirkulære stålplater, hvor enheten utsettes for gjentatt konstant kompresjon vekslende mel-

lom et maksimum på 45 - 55 % av den opprinnelige høyde av den ik-ke-sammenpressede polyurea-urethanenhet og et minimum på 8 - 12 .%

av sin opprinnelige høyde. Polyurea-urethanenheten i seg selv gjennomgår konstant en meget betydelig forandring i form efter-

som den samme ipresses og ekspanderes under en slik dynamisk syklus. Under denne relativt strenge test kan en typisk enhet bryte sammen eller gå istykker innen 50 - 100 sykluser. Imidlertid bør en egnet enhet for jernbanekoblinger vare eller motstå minst 300 sykluser, og fortrinnsvis minst 500 sykluser.

Denne strenge dynamiske utholdenhetsbetingelse nødven-diggjør ny og større tilpasning av sammensetningen av en støtdem-pende enhet for anvendelse som koblinger for jernbanevogner.

Fra norsk patentskrift 131.989 og 133.674 er der kjent støtdempende enheter som oppfyller strenge krav.til nedbøynings-, lavtemperatur- og hammerslags-fasthet, men som ikke er istand til å motstå den ovenfor angitte kompresjonssyklustest.

Foreliggende oppfinnelse' angår følgelig en støtdempende "enhet egnet for anvendelse i jernbanekoblinger, omfattende et formet, fast, elastisk polyurea-urethanmateriale med to motsatt rettede og hovedsakelig parallelle støtmottagende overflater forbundet med minst én sidevegg, og med stive støtmottagende metallplater festet til sine støtmottagende overflater, hvilken enhet sammenpresses fra 0,76 til 1,52 cm ved 25°C når den utsettes for et trykk på 126, 54 kg/cm ens på endeoverfla tene (støtmottagende overflater) når enheten er et skiveformet sylindrisk element med sirkulære, parallelle endeoverflater, hvilke overflater er dekket med og festet til sirkulære stålplater, og som har en diameter på 16,5 cm, en høyde på 3,81 cm og en sidevegg som forbinder ende-overf låtene i form av en V-formet grop med like lange sider, idet gropen strekker seg mellom endeoverflåtene, og hvor volumet av

. den faste del av enheten er 150 % av volumet av gropen, og som motstår gjentatt kompresjon på minst 300 sykluser ved komprimering til samme dimensjon, idet en syklus omfatter veksling mellom et maksimum på 45 - 55 % og et minimum på 8 - 12 % av sin opprinnelige ikke-sammenpressede høyde i et tidsrom på 30 sekunder for en fullstendig syklus efterfulgt av en 4,5 minutters pause mellom hver syklus, hvilken støtdempende enhet har gode støtdempende egenskaper også ved lave temperaturer, hvilken støtdempende enhet er kjennetegnet ved at polyurea-urethanmaterialet er reaksjonsproduktet av 2,2'-diaminodifenyldisulfid og/eller 4 , 4 1--diaminodif enyl-disulfid med reaksjonsproduktet fra

(A) 3 , 3 ' -bi.tolylen-4 , 4 1 --diisocyanat og/eller 3,3<1->dimethyldi-fenylmethan-4,4'-diisocyanat med (B) minst én polymer polyol med en total midlere molekylvekt fra 1500 til 2100 som omfatter (1) polyoler med en molekylvekt på 1800 - 2200 valgt fra (a) 65 til 100 vekt% av en polyetherpolyol, eller (b) 65 til 95 vekt% av en polyolblanding omfattende (i) 35 - 65 vekt% polyetherpolyol og (ii) 65 - 35 vekt% polyesterpolyol og tilsvarende (2) 35 til 0 eller 5 vekt% av minst én av en polyetherpolyol og polyesterpolyol med en molekylvekt på 800 - 1250, hvor polyetherpolyolen er valgt fra polytetramethylenetherglycol og polypropylenetherglycol, og hvor polyes-terglycolen er valgt fra (a) caprolactonpolyestere fremstillet fra caprolactoner valgt fra £-caprolacton, zeta-caprolacton, eta-caprolacton og methyl-£-caprolacton og glycoler inneholdende 4-7 carbonatomer, (b) adipater fra adipinsyre og glycoler inneholdende

4-7 carbonatomer,

(c) azelater fra azelainsyre og glycoler inneholdende 4-7 carbonatomer,

hvor forholdet mellom isocyanatgrupper og summen av hydroxylgrupper i polyolene er fra 1,7 til 2,5, hvor forholdet mellom primære aminogrupper i diaminet og overskudd av isocyanatgrupper over summen av hydroxylgruppene er fra 0,6 til 1,1, og hvor polyolenes syretall er mindre enn 1.

En støtdempende enhet ifølge foreliggende oppfinnelse, egnet for anvendelse i koblinger for jernbanevogner, omfatter således et støtdempende element, hvilket element omfatter en fast skiveformet elastisk polyurea-urethankomposisjon ifølge oppfinnelsen med den angitte kompresjonsutholdenhetskarakteristikk og ned-bøyningskarakteristikk ved 25°C og som har to motsatt stående og hovedsakelig parallelle støtmottagende overflater som er forbundet med minst én sidevegg, fortrinnsvis en konkav sidevegg, og som har stive støtmottagende plater, fortrinnsvis metallplater, festet til sine støtmottagende overflater. Tilsvarende omfatter en støtdempende anordning i en jernbanekobling en serie enheter, slik som 8 til 12, og fortrinnsvis 10, innført i en sylinder i serie mot støtbelastningen, med sine støtmottagende plater anordnet mot hverandre.

Som tidligere angitt kan elastiske polyurea-urethankomposisjoner ifølge oppfinnelsen ytterligere karakteriseres ved -40°C kald-temperatur-kompresjonstest i tillegg til nedbøyningste-sten ved 25°C. Ifølge denne test vil materialet, når dette er formet og herdet til en sirkulær skive med rette sidevegger, diameter på 2,87 cm og en tykkelse på 1,27 cm, ved -40°C kreve et maksimaltrykk på 527 kg/cm 2 , fortrinnsvis et maksimaltrykk på 422 kg/ / cm 2på-ført sin flate overflate, for å sammenpresses 40 %. Denne kald-temperaturkompresjonstest er.et mål for polyurea-urethankomposisjo-nens stivhet ved lave temperaturer. Det er et mål for komposisjo-nens evne til å absorbere energi uten å bli hård og overføre støtet direkte uten absorpsjon. En støtdemper ifølge denne o<p>pfinnelse har i alt vesentlig flatet ut når dens prosentvise kompresjon er hovedsakelig konstant og dens prosentvise kompresjon kontra belast-ningskurve er hovedsakelig horisontal ved høye belastninger. Evnen til høyenergi-absorpsjon uten utflatning er spesielt nødvendig for koblingen for jernbanevogner som utsettes for store støt over relativt vidt temperaturområde innbefattet temperaturer ned til -40°C.

I foreliggende beskrivelse anvendes uttrykket "total midlere molekylvekt" for å beskrive den totale resulterende molekylvekt som er ekvivalent med en blanding av polyetherpolyolene og blandingen av polyetherpolyolene og polyesterpolyolene. En slik blanding med en total midlere molekylvekt på 1400 kan således be-stå av individuelle polyoler som f.eks. har molekylvekter på 1000, 1250 og 2000. Likeledes kan f.eks. en polytetramethylenetherglycol med en midlere molekylvekt på 1500 blandet med en polyester-glycol med en molekylvekt på 1000, være en molekylvekt ekvivalent med å blande polyesterpolyolen med individuell midlere molekylvekt på lOOO med to polytetramethylenetherglycoler som har individuelle midlere molekylvekter på 1000 og 2000.

Det er et kritisk trekk ved denne oppfinnelse at forholdet mellom diisocyanatet i isocyanatgrupper og summen, av hydroxylgrupper til polyetherpolyol (polytetramethylenetherglycol) og polyesterpolyol er fra 1,7 til 2,5, og fortrinnsvis fra 1,8 til 2,2.

Det er vesentlig at en tilstrekkelig mengde diamin anvendes for å tilveiebringe et forhold mellom primære aminogrupper og overskudd av diisocyanatets isocyanatgrupper over summen av hydroxylgruppene til polyetherpolyolene og polyesterpolyolene (re-aktive hydrogen-inneholdende materialer) innen området fra 0,6 til 1, og fortrinnsvis fra 0,7 til 0,95. Således skal fra 0,4 til 1,1 mol av diaminet tilsettes til reaksjonsproduktet av blandingen omfattende tilsvarende fra 1,7 til 2,5 mol, fortrinnsvis fra 1,8 til 2,0 mol av diisocyanatet og 1 mol av polyetherpolyolen eller blanding av polyetherpolyol og polyesterpolyol.

Det er videre et nødvendig trekk ved oppfinnelsen at po-lytetramethylenetherglycolene, caprolactonpolyestrene, adipat"oe, azelatene og deres blandinger har et syretall på mindre enn i., fortrinnsvis mindre enn 0,5, og mere foretrukket mindre enn 0,1.

Polytetramethylenetherglycolen er i struktur og sarnr..^.n-setning vanligvis fremstillet fra tetrahydrofuran ved hjelp av en alkylenoxydinitiator med 2-4 carbonatomer, slik som ethylenoxyd.

Caprolactonpolyestrene er hovedsakelig lineære, hydroxyl-terminerte polymerer fremstillet ved å omsette et caprolacton med 6-8 carbonatomer i ringen, fortrinnsvis 6 carbonatomer, med en glycol med 4-7 carbonatomer, og fortrinnsvis 4-6 carbonatomer. Forskjellige egnede caprolactoner innbefatter ^-caprolacton, zeta-caprolacton og eta-caprolacton. Methyl-£-caprolacton kan anvendes.

Fortrinnsvis har caprolactonpolyesteren en molekylvekt innen området 800 - 2000, fortrinnsvis 1200 - 2100, med tilsvarende hydroxyltall innen området fra 140 til 45, og fra 95 til 55.

Adipatene og azelatene har fortrinnsvis en molekylvekt innen området fra 800 til 2200 med et tilsvarende hydroxyltall innen området fra 140 til 50.

Forskjellige egnede glycoler for fremstilling av polyesterpolyolene innbefatter rettkjedede alifatiske hydrocarbondioler, fortrinnsvis hydroxyl-terminerte dioler, og alkylenether-glycoler, fortrinnsvis hydroxyl-terminerte, for fremstilling av caprolactonpolyesterne, -adipatene og -azelatene. Representative for rettkjedede alifatiske hydroxyl-terminerte hydrocarbondioler er 1,4-butandiol, 1,5-pentandiol, 1,6-hexandiol, 1,7-heptandiol. Fortrinnsvis anvendes diethylenglycol. Hydrocarbondioler foretrekkes vanligvis for adipatene og azelatene med 1,4-butandiol og 1,6-hexandiol som foretrukne forbindelser. Caprolactonpolyesteren av -caprolacton og diethylenglycol og polyestere valgt fra tetra-methylenadipat, 1,6-hexandioladipat, tetramethylenazelat og 1,6-hexandiolazelat er særlig foretrukne. Tetramethylenadipater og azelater fremstilles selvsagt fra 1,4-butandiol og en passende syre.

Polyesterne fremstilles vanligvis ved en temperatur på fra 50 til 300°C, og fortrinnsvis innen området fra 120 til 200°C. En katalysator kan anvendes for å øke reaksjonshastigheten om ønsket. For en mer detaljert beskrivelse over fremstillingen av forskjellige egnede caprolactonpolyestere henvises til US patentskrift nr. 2.933.478.

Den foretrukne diaminherder er 2,2'-diaminofenyldisul-fid, og det foretrukne diisocyanat er 3,3<1->dimethyldifenylmethan-4,4'-diisocyanat.

Den elastiske polyurea-urethankomposisjon kan fremstilles ved først å omsette polyetherpolyolen,eller polyetherpolyol og polyesterpolyol med diisocyanatet under hovedsakelig vannfrie betingelser ved en temperatur på fra 100 til 140°C i 30 - 60 minutter. Denne reaksjon kan utføres ved atmosfæretrykk eller under-atmosfærisk trykk. En katalysator kan tilsettes til diisocyanat-polymer polyol eller polyol og polyesterreaksjonsblandingen for å redusere reaksjonstiden. Når en slik katalysator anvendes, er det vanlig å tilsette denne til reaksjonsblandingen før,tilsetningen av diisocyanatet eller sammen med tilsetningen av diisocyanatet. Forskjellige katalysatorer kan anvendes, f.eks. aminkataly-satorer, slik som triethylamin, n-methylmorfolin og n-ethylmorfo-lin.

Diaminherderen tilsettes derefter og blandes med det polymere produkt fra denne omsetning, enkelte ganger kaldt en for-polymer, under hovedsakelig vannfrie betingelser. Den resulterende polyurea-urethanreaksjonsblanding støpes derefter i en egnet form og herdes under dannelse av den formede elastiske polyurea-urethankomposis jon ifølge oppfinnelsen. Reaksjonsblandingen kan herdes ved 20 - 50°C, selv om hurtigere herdning kan oppnåes ved høyere temperaturer, f.eks. ved fra 50 til 200°C. Normalt tilla-tes reaksjonsblandingen å herde ved 125°C fra 16 til 24 timer.

Når den formede elastiske polyurea-urethankomposisjon fremstilles ved at polyurea-urethanreaksjonsblandingen heldes over i en form med den ønskede konfigurasjon efterfulgt av herdning av polyurea-urethanreaksjonsblandingen, kan metallplater egnet for anvendelse som støtmottagende plater for den støtdempende anordning ifølge oppfinnelsen plaseres i formen før herdning av polyurea-urethanreaks jonsblandingen . Om ønsket kan et egnet bindemid-del slik som et fenol- eller polyester-polyisocyanatlim påføres metallplatene. Eksempler på slike bindemidler eller cementer er beskrevet i US patentskrift nr. 2.992.939 og australsk patentskrift nr. 256.373. Ved å herde polyurea-urethanreaksjonsblandingen i nærvær av disse metallplater, vil en metallplate festes til minst én av de støtmottagende overflater på polyurea-urethanstyk-ket og danne et laminat med den struktur som er vist på fig. 1 og 2. Egnede metallplater er vanligvis tilpasset de plane deler, av de støt-mottagende overflater til de støtabsorberende enheter og har en tykkelse i størrelsesorden fra 0,158 til 1,27 cm, fortrinnsvis 0,317 til 0,63 cm, eller fra 100 til 200 mils. Der foretrekkes å anvende stålplater til de støtmottagende plater, slik som varmrullet bløtt stål med carboninnhold innen området fra. 10/15 til 10/30 SAE.

For ytterligere forståelse av oppfinnelsen henvises der til de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1 er en perspektivskisse, som viser en form av den støtdempende anordning, Fig. 2 er et vertikalt lengdetverrsnitt som ytterligere illustrerer den støtdempende anordning, og Fig. 3 er et vertikalt lengdetverrsnitt av støtdempende anordninger av den type som er vist på fig. 1 og 2 plasert i en bæresylinder og anbragt rettet mot en trykkraft hvor de støtdem-pende anordninger er sammenpresset til 40 % av sin opprinnelige, høyde.

De støtdempende anordninger eller enheter som er vist

på fig. 1 og 2 omfatter den forbedrede elastiske, herdede poly-ureaurethandel (1) festet eller laminert til to motstående og hoved-

sakelig parallelle støtmottagende varmrullede bløte stålplater (2 og 3). En del av sideveggen til det elastiske polyurea-urethan-stykke har konkav form av en V-formet grop (4). Forholdet mellom

volumet som er fortrengt av gropen og volumene av polyurea-urethan-stykket plus det som er fortrengt av gropen ganger 100 er praktisk talt lik den ventede prosentvise kompresjon. En egnet kobling for jernbanevogner kan lages som vist på fig. 3, og under en egnet kompresjonsbelastning vil de elastiske, herdede polyurea-urethan-stykker være deformert og deres sidevegger presset lateralt ut-over (5) .

De efterfølgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. Om ikke annet er angitt, er alle -deler og prosenter på vektbasis.

Eksempel 1

Forsøkene A - C ble utført ved først å tilsette til re-aktorene A-C under hovedsakelig vannfrie betingelser, varierende mengder polyether og polyesterpblyoler bestående av polytetrameth-ylenether glycoler med molekylvekt på 1000 og 2000,•tetramethylen-azelat med en molekylvekt på 2000 og polyester av £-caprolacton og diethylenglycol med en molekylvekt på 2000. Polyesterpplyolene har syretall mindre enn 0,5. Blandingene av polyoler ble omrørt (som en forsiktighetsforanstaltning for å fjerne eventuell fuktig-het) under redusert trykk ved ca. 110°C i ca. 1 time. Til polyol-blandingene ble derefter tilsatt varierende mengder av 3,3'-bitolylen-4,4<1->diisocyanat (TODI) eller 3,3'-dimethyldifenylmethan-4,4'-diisocyanat (DMMDI), og blandingen ble omrørt og fikk omset-tes under redusert trykk ved 120°C i 45 minutter. Til blandingen ble derefter tilsatt varierende mengder av 2,2'-diaminodifenyldisulfid (bis(2-AMP)DIS. Den etterfølgende tabell illustrerer sammensetningen av blandingen.

Reaksjonsblandingen ble derefter umiddelbart heldt over i eller støpt i former i hvilke der var innført to sirkulære varmrullede bløte stålplater med en SAE på 10/20 og som hadde en diameter på 16,51 cm og tykkelse på 3,43 mm. Platene var dekket med et polyester-polyisocyanatlim for å sikre adhesjon til det støpte polyurea-urethanmateriale. Blandingen ble herdet i formene ved

115°C i 22 timer under dannelse av polyurea-urethanstållaminater som støtdempende enheter tilsvarende dem som er vist på fig. 1-3 i de medfølgende tegninger, idet de formede elastiske polyurea-urethankomposis joner hadde en diameter på 16,5 cm og en tykkelse på 3,81 cm. Deres sidevegger hadde en V-formet grop med et volum tilsvarende 2/3 av polyurea-urethanets.

De støtdempende enheter ble sammenpresset 1,12 til 1,39 cm ved 25°C ved påføring av 126,5 kg/cm<2> ens over overflaten på de støtmottagende plater. Testen ble utført ved å plasere to slike enheter i serie under testen, og deres totale sammenpresning var 2,24 til 2,79 cm.

Støtdempere med polyurea-urethanenheter fremstillet ifølge denne oppfinnelse, men som har for lavt molforhold mellom diisocyanatet og polymere polyestere vil vanligvis sammenpresses mer enn 1,52 cm når de underkastes denne test. Når slike støtdem-pende enheter anvendes i koblinger-for jernbanevogner, vil de vanligvis absorbere en tilstrekkelig mengde energi, og således sammenpresses fullstendig før tilstrekkelig kompresjonsenergi er ab-sorbert av koblingen under bruk. Slike støtdempere som har polyurea-urethanenheter med forhøyet forhold mellom diisocyanatet og polymere polyestere vil vanligvis sammenpresses mindre enn 0,76 cm når de underkastes denne test. Når slike anvendes i koblinger for jernbanevogner, vil de vanligvis absorbere en utilstrekkelig mengde energi før de overfører energien, eller kraften resulterende fra koblingen av jernbanevognen, gjennom koblingen og også bryte sammen under bruk.

Deler av hver av polyurea-urethan reaksjonsblandingene ble herdet og formet til skiver med en diameter på 2,87 cm og en tykkelse på 1,27 cm. Ved -40° C ble et trykk påført deres flate overflater på 407 til 513 kg/cm 2, hvilket var nødvendig for å sammenpresse de individuelle skiver ca. 40 % av deres opprinnelige tykkelse. Ved 24° C krevet en slik sammenpressing fra 140 til 175 kg/cm o, med et maksimumstrykk på 190 som foretrukket.

De støtdempende enheter hadde således ønskede samménpres-ningskarakteristika for bruk i koblinger for jernbanevogner over et vidt temperaturområde slik som fra -20° C til 25° C, og fortrinnsvis opp til 50° C.

De støtdempende enheter er ennvidere karakterisert ved en -35° C hammerslagtest og ved en AAR utholdehhets-test.

En hammerslagstest er beskrevet hvor først de støtdemp-ende enheter tilsvarende de som er vist på fig. 1-3 plasseres vertikalt i serie i en koblingssylinder mot støtbelastningen, og med de støt-mottagende stålplater plassert mot hverandre. En hammer med vekt 12 248 kg slippes på den ene ende av den vertikalt anbragte kobling fra forskjellige høyder. Støtet måles, vanligvis uttrykt ved høyden hammeren slippes fra i meter, og koblingens kapasitet bestemmes..Koblingens kapasitet måles ved det punkt hvor koblingen "flater ut", dvs. når den begynner å overføre støtet direkte fra. hammerslaget istedenfor å undertrykke og absorbere støtkraften. Således kan koblingen vanligvis "flate ut" når en 12 247 kg hammer slippes fra en høyde på 45,7 cm med en støtkraft på 5520 meter/kg. Koblingen avkjøles deretter til -35° C og utsettes for tre slag av hammeren på 12 247 kg ved -35° C. Kapasiteten måles og koblingen demonteres, etterfulgt av en undersøkelse av støtputene. Et kriterium for ikke-bestått hammerslagstest er svekkelse av støtputene, slik som sprekkdannelse, særlig ved -35° C, eller utflatning ved støtbelastninger mindre enn 5520 m/kg ved 25° C.

AAR-utholdenhetstesten (American Association of Railroads) kan angis som AAR Spee. M-901-E utholdenhetstest. Denne test er vanligvis lik hammerslagstesten men starter ved romtemperatur eller ca. 25° C. En hammer på 12 247 kg slippes ved forskjellige verti-kale høyder eller fra 2,54 til 76,2 cm over et tidsrom inntil : 4 830 000 m/kg er påført koblingen som vanligvis omfatter 10 av de støtdempende enheter eller puter. Koblingens kapasitet måles både før og etter testen såvel som periodevis under testen. Koblings-kapasiteten før, under og etter testen sammenlignes deretter for å fastslå eventuelle forandringer i kapasiteten som koblingen måtte gjennomgå. Koblingen demonteres deretter og undersøkes med hensyn til svekkelse av putene. Betydelige tap av kapasitet eller svekkelse av støtputene, slik som økende sprekkdannelse, er kriterier for ikke å ha bestått denne utholdenhetstest. Det foretrekkes at koblingen, når denne er sammensatt av ti puter, har en kapasitet på minst 5520 m/kg før utflatning eller 552 m/kg pr. støtpute ved 25° C. I denne test påføres hammerslagene gradvis over et tidsrom for å motvirke økende varmedannelse på grunn av at koblingen opp-varmes i det vesentlige etter ■ hvert hammerslag. Støtdempende enheter fremstilt ifølge forsøkene B-C pas-serte kompresjonssyklustesten med minst 500 sykluser hvor en enhet vekselvis ble sammenpresset under konstant kompresjon vekslende mellom 8 og 12 % ned til 45 til 55 % av polyureaurethanets opprinnelige høyde. Nærmere bestemt ble en enhet sammenpresset fra 8 til 12 % ned til 45 til 55 % og fikk ekspandere tilbake til dets 8 til 10 % sammenpresning. Dette kan ta ca. 30 sekunder. Ca. 4,5 minutter senere gjentaes syklusen. Således tar en syklus ca. 5 minutter. Vanligvis er en større kraft nødvendig for å sammenpresse enheten under dens første syklus idet en slik kraft avtar noe i de neste 10 til 50 sykluser. Deretter er kraften tilbøyelig til å jevne seg ut eller være tilnærmet konstant inntil enheten begynner å bryte sammen. Ved dette punkt vil den nødvendige kraft raskt reduseres over relativt få sykluser. Et typisk mål for sykluser som en enhet som er egnet for anvendelse som kobling for jernbanevogner kan motstå er det antall av slike 5 minutters sykluser den kan motstå inntil den maksimale kompresjonskraft som er nødvendig for å sammenpresse den fra en kompresjon på 8 til 12 % av polyurea-urethanets opprinnelige ikke-sammenpressede høyde ned til 45 til 55 % av en slik høyde, er nedsatt eller falt med 25 % av den kraft som er nødvendig for den første kompresjonssyklus.

De støtdempende enheter ifølge denne oppfinnelse, og særlig de som er beskrevet i eksemplet, har en meget stor anvendelse som støtdempende enheter i koblinger for jernbanevogner. I praksis er den støtdempende anordning n i en jernbanekobling vanligvis sammensatt i serie med fra 8 til 14, fortrinsvis 10, støt-dempende enheter ifølge oppfinnelsen, og fortrinnsvis med den angitte diameter på 16,5 cm og tykkelse på 3,81 cm, og med V-formede sider, og hvor enhetene er plasert i anordningen under et trykk på

1406 kg/cm<2> for bruk i jernbanevogner.

I praksis er det vanligvis ønskelig at polyurea-urethanmaterialet inneholder en mengde av en antioxydant. Det er vanligvis ønskelig at polyurea-urethanmaterialet inneholder fra 0,5 til 3, og fortrinnsvis fra 1 til 2 vekt%, av en antioxydant slik som et amin eller en blokkert fenol-antioxydant. Vanligvis er amin-antioxydanten tilfredsstillende. Vanligvis blandes antioxydanten med en thiol-diisocyanatblanding eller et produkt, eller fortrinnsvis ganske enkelt blandes med polyolen. Tilsetning av antioxydant er i første rekke for å sikre opprettholdelsen av støtdemperens ønskede egenskaper over en lang periode.

Selv om visse representative utførelsesformer og detal-jer er vist for det formål å illustrere oppfinnelsen, er det inn-lysende at forskjellige forandringer og modifikasjoner kan utføres uten at det derved avvikes fra oppfinnelsens ramme.

Claims (4)

1. Støtdempende enhet egnet for anvendelse i jernbanekoblinger, omfattende et formet, fast, elastisk polyurea-urethanmateriale (1) med to motsatt rettede og hovedsakelig parallelle støt-mottagende overflater forbundet med minst én sidevegg, og med stive støtmottagende metallplater (2, 3) festet til dets støtmot-tagende overflater, hvilken enhet sammenpresses fra 0,76 til 1,52 cm ved 25°C når den utsettes for et trykk på 126,54 kg/cm<2 >ens på endeoverflåtene (støtmottagende overflater) når enheten er et skiveformet sylindrisk element med sirkulære, parallelle ende-overf later,- hvilke overflater er dekket med og festet til sirkulære stålplater, og som har en diameter på 16,5 cm, en høyde på 3,81 cm og en sidevegg som forbinder endeoverflåtene i form av en V-formet grop (4) med like lange sider, idet gropen strekker seg mellom endeoverflåtene, og hvor volumet av den faste del av ele-mentet er 150 % av volumet av gropen, og som motstår gjentatt kompresjon på minst 300 cykluser ved komprimering til samme dimensjon, idet en cyklus omfatter veksling mellom et maksimum på 45 - 55 % og et minimum på 8 - 12 % av dens opprinnelige ikke-sammenpressede høyde i et tidsrom på 30 sekunder for en fullstendig cyklus efterfulgt av en 4,5 minutts pause mellom hver cyklus, hvilken støtdempende enhet har gode støtdempende egenskaper også ved lave temperaturer, karakterisert ved at polyurea-urethanmaterialet er reaks jonsproduktet av 2 , 2 1 -diamihodifenyldisulfid og/ eller 4,4'-diaminodifenyldisulfid med reaksjonsproduktet fra (A) 3,3'-bitolylen -4,4'-diisocyanat og/eller 3,3'-dimethyldi-fenylmethan-4,4<1->diisocyanat med (B) minst én polymer polyol med en total midlere molekylvekt fra 1500 til 2100 som omfatter (1) polyoler med en molekylvekt på 1800 - 2200 valgt fra (a) 65 til 100 vekt% av en polyetherpolyol, eller (b) 65 til 95 vekt% av en polyolblanding omfattende (i) 35 - 65 vekt% polyetherpolyol og (ii) 65 - 35 vekt% polyesterpolyol og tilsvarende (2) 35 til O eller 5 vekt% av minst én av en polyetherpolyol og polyesterpolyol med en molekylvekt på 800 - 1250, hvor polyetherpolyolen er valgt fra polytetramethylenetherglycol og polypropylenetherglycol, og hvor poly-esterglycolen er valgt fra (a) caprolactonpolyestere fremstillet fra caprolactoner valgt fra 1-caprolacton, §-caprolacton, rj -caprolacton og methyl-£-caprolacton og glycoler inneholdende 4 - 7 carbonatomer, (b) adipater fra adipinsyre og glycoler inneholdende 4-7 carbonatomer, og (c) azelater fra azelainsyre og glycoler inneholdende 4-7 carbonatome r, hvor forholdet mellom isocyanatgrupper og summen av hydroxylgrupper i polyolene er fra 1,7 til 2,5, hvor forholdet mellom primære aminogrupper i diaminet og overskudd av isocyanatgrupper over summen av hydroxylgruppene er fra 0,6 til 1,1, og hvor polyolenes syretall er mindre enn 1.

2. Støtdempende enhet ifølge krav 1, karakterisert ved at i polyurea-urethanmaterialet inngår 2,2-diaminodifenyldisulfid og en polyetherpolyol-polyesterpolyolblanding med en total midlere molekylvekt innen området 1500-2100, hvor polyesterpolyolen er valgt fra minst én av (a) caprolactonpolyestere fremstillet fra£-caprolacton og diethylenglycol, (b) adipater av adipinsyre og glycoler valgt fra 1,4-butandiol og 1,6-hexandiol og (c) azelater av azelainsyre og glycoler valgt fra 1,4-butandiol og 1,6-hexandiol, idet forholdet mellom diisocyanatets isocyanatgrupper og summen av hydroxylgrupper i polyolene er fra 1,7 til 2,0, og hvor forholdet mellom primære aminogrupper og overskudd av isocyanatgrupper over summen av hydroxylgruppene i polyolene er fra 0,7 til 0,95.

3. Støtdempende enhet ifølge krav 2, karakterisert ved at polyetherpolyolen er polytetramethylenetherglycol.

4. Støtdempende enhet ifølge krav 2, karakterisert ved at diisocyanatet er 3,3'-dimethyldifenylmethan-4,4'-diisocyanat.