-
Die
Erfindung betrifft einen Isolator, insbesondere Stützisolator,
mit einem elektrisch isolierenden Tragkörper und zumindest
einem an den Tragkörper angeordneten Schirm, wobei der
Schirm ein Kunststoffschirm ist.
-
Ein
derartiger Isolator ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 197 34 362 A1 bekannt. Dort
ist ein Isolator beschrieben, bei welchem mittels eines speziellen
Verfahrens auf einen Tragkörper Schirme aufgebracht werden,
wobei die Schirme Kunststoffschirme sind. Dabei ist der dortige
elektrisch isolierende Tragkörper aus einem mit Verstärkungsmitteln,
insbesondere Glasfasern versetzten Kunststoff gefertigt.
-
Einerseits
wird durch die Verstärkungsmittel die mechanische Stabilität
des Tragkörpers verbessert. Jedoch wird damit in die Struktur
des Tragkörpers eingegriffen. So ist es zum einen wünschenswert,
dass der Tragkörper eine möglichst hohe mechanische
Festigkeit aufweist. Durch ein verstärktes Beimengen von
Verstärkungsmitteln kann zwar eine hohe mechanische Festigkeit
erzielt werden, jedoch ist das Beimengen aufwendig. So ist darauf
zu achten, dass keine unerwünschten Partikel in den Tragkörper
eingebracht werden. Insbesondere Gaseinschlüsse würden
die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Tragkörpers
beinträchtigen. Ein Verzicht auf Verstärkungsmitteln
führt zu einer Minderung der mechanischen Belastbarkeit
des Tragkörpers.
-
Daher
ist es Aufgabe der Erfindung, einen Isolator der eingangs genannten
Art anzugeben, welcher bei einer hohen mecha nischen Belastbarkeit eine
verbesserte elektrische Festigkeit aufweist.
-
Erfindungsgemäß wird
dies bei einem Isolator der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
dass der Tragkörper ein keramischer Tragkörper
ist.
-
Der
keramische Tragkörper kann hinsichtlich seiner mechanischen
Stabilität optimiert werden. Keramische Tragkörper
werden auch als Porzellane bezeichnet. Insbesondre Silikatkeramiken
weisen ein gutes elektrisches Isoliervermögen auf. Um hydrophobe
Eigenschaften des keramischen Tragkörpers zu verbessern,
wird der Tragkörper mit zumindest einem insbesondere mehreren
Kunststoffschirmen ausgestattet. Ein Kunststoffschirm vergrößert
den Umfang des Tragkörpers zumindest in einem Bereich.
Der Kunststoffschirm kann beispielsweise um eine Achse spiralförmig
gewendelt umlaufen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine
Vielzahl von geschlossen umlaufenden Schirmen axial beabstandet
zueinander längs einer Achse angeordnet sind. Durch die
Beschirmung wird die äußere Oberfläche
vergrößert und längs des zur Potentialtrennung
vorgesehenen Weges wird eine kriechwegverlängernde Struktur
ausgeformt. Durch die kriechwegverlängernde Struktur ist
das Ausbilden von Kriechströmen auf der Oberfläche
erschwert.
-
Da
die Schirme unabhängig von der Fertigung des Tragkörpers
auf den keramischen Tragkörper aufgebracht werden, kann
der keramische Tragkörper hinsichtlich seiner mechanischen
Stabilität optimiert werden. Ebenso ist es möglich,
unabhängig von dem Tragkörper die Form der Beschirmung
unabhängig von geforderten mechanischen Parametern hinsichtlich
ihrer elektrischen Wirksamkeit zu optimieren.
-
Vorteilhaft
ist dabei, die Kunststoffschirme an den Tragkörper anzuformen.
So wird eine gut gedichtete Versiegelung des Tragkörpers
erreicht.
-
Dabei
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein erster Kunststoffschirm
benachbart zu einem zweiten Kunststoffschirm angeordnet ist, wobei
die beiden Kunststoffschirme spaltfrei miteinander verbunden sind.
-
Durch
ein spaltfreies Verbinden von benachbarten Isolatoren wird die Oberfläche
des keramischen Tragkörpers geschützt. Ein über
Spalte mögliches Eindringen eines Fluids, beispielsweise
Kondenswasser oder ähnliches, ist nunmehr ausgeschlossen.
Die Schirme sind dazu aufeinander folgend angeordnet, wobei die
Schirme auf einer Mantelseite des Tragkörpers ineinander übergehend
ausgeformt sind. Der Abstand der Schirme kann dabei variieren. Im
Sinne eines ersten und eines zweiten Kunststoffschirmes ist hier
auch das Vorsehen eines einzigen wendelartig umlaufenden Schirmes
zu verstehen, wobei einzelne Abschnitte des gewendelten Schirmes
axial beabstandet zueinander angeordnet sind. Weiter ist durch eine
stoßfreie mantelseitige Überdeckung die Oberfläche
des keramischen Tragkörpers vor äußeren
Einwirkungen geschützt. Etwaige mechanische Einwirkungen,
die beispielsweise während eines Transportes oder während
des Betriebes des Isolators einwirken könnten, sind so
von der Oberfläche ferngehalten. Im Vergleich zu einem Kunststoff
ist die Oberfläche des Tragkörpers relativ spröde.
Stöße und ähnliches können durch
eine vergleichsweise elastische Kunststoffmasse abgefangen werden.
So ist der keramische Tragkörper durch die umlaufenden
Kunststoffschirme auch mechanisch geschützt. Da ein guter
mechanischer Schutz bereits durch die Schirmisolatoren gegeben ist,
kann bei einer Herstellung des keramischen Tragkörpers auf
eine spezielle Oberflächenbehandlung zur Abwehr von mechanischen
Einwir kungen verzichtet werden. So ist es möglich, sich
bei der Auslegung des Tragkörpers ausschließlich
auf dessen stützende bzw. tragende Wirkung zu konzentrieren.
-
Eine
vorteilhafte Ausgestaltung kann dabei vorsehen, dass der Tragkörper
eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist.
-
Zylindrische
Formen sind geeignet, um größere Kräfte
auch über längere Wegstrecken hinweg aufzunehmen.
So sind derartige zylindrische Formen insbesondere im Mittel- und
Hochspannungsbereich vorzugsweise einsetzbar. Dort sind je nach
Abstand der zu trennenden potentialführenden Elemente verschiedene
Wegstrecken durch den Isolator zu überbrücken.
Insbesondere im Hoch- und Höchstspannungsbereich können
dabei Stützweiten von mehreren Metern nötig sein,
so dass die an einem freien Ende eines Stützisolators abzufangende
Kräfte nicht nur in axialer sondern auch in radialer Richtung
durch den Isolator aufgenommen werden müssen. Hierbei sind
zylinderförmige Mantelflächen vorteilhaft, da
der Kräfteverlauf im Innern des Tragkörpers vergleichsweise
homogen in ein kräfteaufnehmendes Fundament einleitbar
ist.
-
Dabei
kann eine vorteilhafte Ausgestaltung weiter vorsehen, dass der Tragkörper
ein Vollkörper ist.
-
Ein
Vollkörper weist gegenüber einem Hohlkörper,
beispielsweise einem Hohlzylinder, zwar einen größeren
Materialbedarf an keramischem Werkstoff auf, jedoch ist ein derartiger
Tragkörper in der Lage, höheren Spannungen verbessert
Stand zu halten. Durch die Wahl eines Vollkörpers wird
die Gefahr einer Ausbildung von Wegstrecken für an inneren Oberflächen
auftretenden Verschiebungsströmen reduziert, da beispielsweise
gegenüber einem Hohlzylinder die Innenmantelfläche
nicht existent ist. Bei einem Einsatz des Isolators in Gleichspan nungsanlagen
ist dieser besonderen Belastungen unterworfen, da der Potentialfall
stets von einem Ort zu einem weiteren Ort in dieselbe Richtung verläuft.
Eine derartige Polarisierung fördert ein Anlagern von Verschmutzungen
auf Oberflächen. Derartige Verschmutzungen begünstigen
die Ausbildung von Verschiebungsströmen. Durch eine Ausbildung
des keramischen Tragkörpers als massiven Vollkörper,
welcher möglichst frei von Gaseinschlüssen ist,
kann eine verbesserte Widerstandsfähigkeit bei einem Einsatz
des Isolators im Hoch- und Höchstspannungsbereich erzielt
werden.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zwischen
dem Kunststoffschirm und dem Tragkörper eine separierende
Schicht angeordnet ist.
-
Eine
separierende Schicht zwischen Kunststoffbeschirmung und dem Tragkörper
gestattet es, dass Haftvermögen des Kunststoffes an dem
Tragkörper zu verbessern. Eine derartig separierende Schicht
kann als Haftvermittler wirken. Derartige Haftvermittler bewirken
eine Konditionierung der Oberflächen, so dass ein Kunststoffschirm
auf der keramischen Oberfläche des Tragkörpers
verbessert haftet. Haftvermittler sind jedoch keine Klebstoffe im eigentlichen
Sinne, da zwischen dem aufzubringenden Kunststoffschirm und der
Oberfläche des keramischen Tragkörpers selbst
eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt wird. Die separierende
Schicht kann jedoch auch als Klebschicht wirken.
-
Dabei
kann weiter vorgesehen sein, dass der Kunststoffschirm ein Druckgussteil
ist.
-
Es
kann vorgesehen sein, dass der oder die Kunststoffschirme Druckgussteile
sind. So kann es vorgesehen sein, dass der keramische Tragkörper
in eine Druckgussform eingebracht wird und die Kunststoffbeschirmung
mittels eines Druckgussverfahrens auf den keramischen Tragkörper
aufgegossen wird. Dabei wird der Kunststoff mit hohem Druck in die Gussform
eingepresst und härtet in dieser aus. Es kann jedoch auch
vorgesehen sein, dass die Kunststoffschirme mittels Druckgussverfahren
unabhängig von dem Tragkörper hergestellt werden,
wobei eine Endelastizität der Kunststoffschirme ausgenutzt
wird und diese auf dem keramischen Tragkörper aufgeschoben
werden. Aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften haften diese Druckgusskunststoffschirme auf
dem keramischen Tragkörper nach Art einer Presspassung.
-
Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der keramische Tragkörper
eine isostatisch gepresste Keramik ist.
-
Neben
den bereits erwähnten hohen mechanischen Anforderungen,
die im Hoch- und Höchstspannungsbereich an keramische Tragkörper
gestellt werden, müssen diese Tragkörper auch
eine ausreichende elektrische Festigkeit aufweisen. Dazu ist es erforderlich,
dass eine möglichst homogene Struktur des keramischen Tragkörpers
vorliegt, d. h., sämtliche die Keramik ausbildenden Stoffe
müssen möglichst gleichmäßig
miteinander vermengt sind und zwar derart, dass Gaseinschlüsse
im Innern des keramischen Tragkörpers nahezu ausgeschlossen sind.
Eine isostatisch gepresste Keramik wird daher während des
Formungsprozesses unter einem hohen Druck in eine bestimmte Form,
beispielsweise einen Zylinder oder einen Hohlzylinder oder eine
beliebige andere Form, gepresst. Dabei wirken Pressdrücke
von 100 bis 200 MPa bei Temperaturen von über 1.000°C
insbesondere im Bereich von 1.700 bis 2.000°C. Während
des Pressvorganges wirkt der dabei auftretende Pressdruck praktisch
in alle Richtungen mit einem annähernd glei chen Betrag.
Dadurch wird die isostatisch gepresste Keramik lunkerfrei und weist
eine geringe innere Porosität auf.
-
Während
oder nach dem isostatischen Pressen der Keramik kann diese einem
Brennprozess unterworfen werden, um die Keramik dauerhaft zu fixieren.
Dieser Brennprozess kann dabei insbesondere ein zweifacher Brennprozess
sein, so dass eine qualitativ hochwertige Keramik mit guten elektrisch
isolierenden Eigenschaften sowie guten mechanischen Eigenschaften
entsteht.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Kunststoffschirm
als Kunststoff ein Silikon aufweist.
-
Silikone
sind kostengünstig in guten Qualitäten und ausreichenden
Mengen beziehbar. Silikone lassen sich leicht verarbeiten und weisen
nach einem Aushärten gute elastische Eigenschaften auf.
Silikone können während eines Aushärtens
in ihrem Aushärteverhalten günstig gesteuert werden.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der keramische
Tragkörper zu einem Großteil von einem Kunststoff
umgeben ist.
-
Eine
Ummantelung des keramischen Tragkörpers mit einem Kunststoff
bietet neben einem mechanischen Schutz des Tragkörpers
vor äußeren Einwirkungen weiterhin den Vorteil,
dass bei einem unerwarteten Brechen bzw. Zerbersten des keramischen
Tragkörpers Bruchstücke durch den Kunststoff an
einem Herausschleudern gehindert werden. Als Kunststoffschicht kann
beispielsweise ein oder mehrere aufgebrachte Kunststoffisolatoren
dienen. Insbesondere bei dem Vorsehen eines spaltfreien Überziehens
eines großteils des keramischen Tragkörpers kann
so eine erhöhte Sicherheit auch für den Fall einer
Beschädi gung des keramischen Tragkörpers gewährleistet
werden. Bei einem Tragkörper mit zylindrischer Außenkontur
sollte zumindest ein zwischen endseitigen Fassungsarmaturen liegender zentraler
Bereich der Zylindermantelfläche vollständig umhüllt
sein.
-
Dabei
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Kunststoff des Kunststoffschirmes
unvernetzt auf den keramischen Tragkörper aufgebracht wird
und an dem Tragkörper aushärtet.
-
Eine
günstige Schutzwirkung der Kunststoffummantelung wird erreicht,
wenn der Mantel möglichst spaltfrei auf die Oberfläche
aufgetragen ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Auftragung einer
umhüllenden Kunststoffschicht auf den Tragkörper
nicht nur spaltfrei sondern auch nahtfrei erfolgt. Somit ist eine
homogene Umhüllung des keramischen Tragkörpers
gegeben, die nahezu frei von mechanischen Schwachstellen ist. Ein
unvernetztes Auftragen des Kunststoffes der Kunststoffschirme auf den
keramischen Tragkörper weist darüber hinaus den
Vorteil auf, dass das unvernetzte Silikon eine gute Haftwirkung
auf der Oberfläche des Tragkörpers aufweist.
-
Dabei
kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Kunststoffschirm bei Temperaturen
von 60°C bis 120°C, insbesondere 85°C,
aushärtet.
-
Durch
ein Aushärten des Kunststoffes wird eine besonders innige
Verbindung zwischen dem Kunststoffschirm und dem keramischen Tragkörper erzeugt.
Durch ein temperieren des Silikons sowie des keramischen Tragkörpers
erfolgt ein homogenes Vernetzen des Silikons. Damit werden gleichmäßige elektrische
sowie mechanische Eigenschaften des vernetzten bzw. ausgehär teten
Silikons an nahezu allen Orten der Kunststoffschicht sichergestellt.
-
Neben
der Angabe eines Isolators mit günstigen mechanischen sowie
elektrischen Eigenschaften ist eine weitere Aufgabe der Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Isolators anzugeben.
-
Vorteilhaft
wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung eines Isolators
dadurch gelöst auf eine isostatisch gepresste Keramik zumindest
ein Kunststoffschirm aufgebracht wird.
-
Zumindest
ein, insbesondre mehrere Kunststoffschirme vergrößern
den Umfang der isostatisch gepressten Keramik zu vergrößern.
So ist die Oberfläche des Isolators vergrößert.
Somit vergrößern sich auch potentielle Kriechwege
auf der Oberfläche. Weiter kann die Keramik gegenüber
Witterungseinflüssen geschützt werden. Durchgehende
Ablagerungsschichten können sich bei einer welligen Struktur
der Oberfläche des Isolators kaum ausbilden.
-
Vorteilhaft
kann weiter vorgesehen sein, dass ein unvernetzter Kunststoff aufgebracht
wird, welcher auf der isostatischen Keramik in Schirmform aushärtet.
-
Durch
das Aufbringen von unvernetztem Kunststoff auf die isostatisch gepresste
Keramik kann ein Isolator geschaffen werden, welcher über günstige
mechanische Eigenschaften verfügt, da die im Innern der
isostatisch gepressten Keramik vorliegenden hochfeste Struktur günstig
durch ein Aufbringen von unvernetzten Kunststoff unterstützt
wird. Der unvernetzte Kunststoff kann sich gleichmäßig
auf Oberflächenbereichen der isostatisch gepressten Keramik
verteilen. So ist der Übergang zwischen der isostatisch
gepressten Keramik und dem Kunststoff ebenso nahezu einschlussfrei.
Somit wird trotz der Verbindung einer isostatisch gepressten Keramik und
eines Kunststoffes ein homogener Isolator geschaffen, der sowohl
hinsichtlich mechanischer Festigkeit als auch elektrischer Festigkeit
ausreichende Eigenschaften aufweist. Dabei übernimmt die
isostatisch gepresste Keramik die Funktion des Tragkörpers
an dem herzustellenden Isolator und die Kunststoffbeschirmung fördert
die Oberflächenfestigkeit des Isolators.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass vor einem
Aufbringen des unvernetzten Kunststoffes die isostatische Keramik
mit einer die isostatische Keramik und den Kunststoff separierenden
Schicht benetzt wird.
-
Der
Einsatz einer separierenden Schicht wirkt sich positiv auf ein einschlussfreies
Andocken der Silikonteilchen auf der Oberfläche der isostatisch gepressten
Keramik aus. Durch die separierende Schicht, die auch als Haftvermittler
oder Primer bezeichnet wird, können Einschlüsse
vor bzw. während des Aushärtens des aufgebrachten
Kunststoffes aus dem unmittelbaren Fügebereich zwischen
Kunststoff und Keramik herausgeleitet werden und in unkritische
Bereiche transportiert werden. Dort können Einschlüsse
beispielsweise eingekapselt werden, so dass eine ausreichende Qualität
der Fügeverbindung zwischen isostatisch gepresster Keramik
und Kunststoffschirm gewährleistet ist. Das Herausleiten
der Einschlüsse kann bei Gaseinschlüssen beispielsweise
derart erfolgen, dass die Gasblase aus dem Silikon herauswandert,
so dass im Bereich der Fügestelle möglichst keine
Einschlüsse vorhanden sind.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zum Aushärten
des Kunststoffes bei einer Temperierung von ca. 60°C bis
120°C, insbesondere 85°C, erfolgt.
-
Das
Temperieren des Kunststoffes und vorteilhafterweise auch der isostatisch
gepressten Keramik gewährleistet ein gleichmäßiges
vollständiges Vernetzen des Kunststoffes. Somit ist gewährleistet, dass
der Kunststoff vollständig vernetzt, wobei alle Bereiche
möglichst homogene Strukturen aufweisen. Dadurch ist vermindert,
dass Zonen geringerer Vernetzung in dem Kunststoffschirm bestehen
bleiben. Derartige Zonen würden die elektrische sowie mechanische
Qualität der Beschirmung und damit des gesamten Isolators
reduzieren.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass der Kunststoff
unter Druck in eine Gussform eingespritzt wird.
-
Durch
ein Einspritzen von Kunststoff unter hohem Druck in eine Gussform
kann ein zügiges Fertigen der Beschirmung vorgenommen werden.
So ist es beispielsweise möglich, die Gussform derart auszugestalten,
dass gleichzeitig mehrere oder sogar alle vorgesehenen Schirme bzw.
Abschnitte an der isostatisch gepressten Keramik nahezu zeitgleich
angeformt werden. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass
die Gussform eine hermetisch geschlossene Form ist, in welche der
Kunststoff unter hohem Drücken eingespritzt wird und der
Kunststoff in der Form aushärtet.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann darüber hinaus
vorsehen, dass der Kunststoff schwerkraftgetrieben in eine Gussform
einläuft.
-
Ein
schwerkraftgetriebenes Einspritzen von Kunststoff ermöglicht
ein schonendes Verarbeiten des flüssigen Silikons. Aufgrund
des fehlenden Überdruckes ist ein Aufschäumen
und ein Einschließen von Lunkern oder Fremdstoffen in das
flüssige Silikon vermieden. Ein langsames Befüllen
von der Schwerkraft getrieben, lässt eine glatte Oberfläche des
Silikons nach einem Aushärten entstehen. So ist es beispielsweise
möglich, Abschnitte des Isolators zeitlich nacheinander
mit einer Beschirmung bzw. mit einem Kunststoffumguss zu versehen.
Die einander berührenden Silikonbereiche sind zwar schon
teilweise erstarrt, jedoch ist eine vollständige Vernetzung
zu einem endelastischen Silikon noch nicht vollzogen. Dadurch kann
der zunächst abschnittsweise aufgetragene Silikonüberzug
im Bereich der Berührungsstellen während eines
temperierten Vernetzens des Silikons abschließend aushärten,
so dass eine naht- und stoßfreie Umhüllung des
keramischen Tragkörpers gewährleistet ist. Eine
derartige Ummantelung ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn ein
isostatisch gepresster Keramikkörper als Tragkörper
Verwendung findet.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass mehrere Kunststoffschirme
zeitgleich an der isostatischen Keramik ausgeformt werden.
-
Die
Ausformung mehrerer Kunststoffschirme zu einer gleichen Zeit ermöglicht
eine Beschleunigung der Fertigung von Isolatoren.
-
Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass nach dem Ausformen eines
ersten Kunststoffschirmes ein sich an diesen anschließender
zweiter Kunststoffschirm ausgeformt wird.
-
Ein
derartiges Fertigungsverfahren erlaubt es, die Qualität
des Gusses jedes einzelnen Schirmes individuell zu begutachten und
gegebenenfalls frühzeitig qualitätssichernd einzugreifen.
Eine zeitliche Staffelung der Kunststoffbeschirmung weist darüber
hinaus den Vorteil auf, dass die ineinander übergehenden
Kunststoffschirme nahtlos ineinander überge hen und auch
die Übergänge miteinander vernetzen. Gussnähte,
wie sie beispielsweise bei dem Vorsehen von mehrteiligen Gussformen
entstehen, müssen so nicht aufwendig nachbearbeitet werden. Weiter
sind derartige Gussnähte potentielle Störstellen
innerhalb der Kunststoffummantelung des isotonisch gepressten keramischen
Tragkörpers.
-
Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Figur näher
beschrieben und nachfolgend schematisch in Figuren gezeigt.
-
Dabei
zeigt die
-
1 einen
isostatisch gepressten keramischen Tragkörper, die
-
2 ein
Ummanteln des isostatisch gepressten keramischen Tragkörpers
mit einer Silikonbeschirmung mittels eines Druckgussverfahrens,
die
-
3 einen
Schnitt durch einen Isolator und die
-
4 ein
Gießverfahren von einzelnen Kunststoffschirmen.
-
Die 1 zeigt
schematisch eine Presse zur Herstellung von keramischen Werkstücken
unter Nutzung eines isostatischen Pressverfahrens. In der Presse
wird unter hohen Temperaturen von bis zu 2.000°C und hohen
Gasdrücken von 100 bis 200 MPa ein keramischer Formkörper
erstellt. Im vorliegenden Fall ist der mechanische Formkörper
ein keramischer Tragkörper 1, welcher eine zylindrische Gestalt
hat. Im vorliegenden Fall ist der keramische Tragkörper 1 als
Vollzylinder ausgestaltet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein,
dass davon abweichend alternative Querschnittsformen oder auch Hohlkörper,
wie beispielsweise Hohlzylinder, als keramische Tragkörper
zum Ein satz kommen. Nach dem Durchlaufen der Presse gemäß 1 wird
der keramische Tragkörper 1 einem weiteren Brennprozess
unterworfen. Insbesondere ist ein doppeltes Brennen des keramischen
Tragkörpers vorgesehen. Durch das isostatische Pressverfahren,
bei dem allseitig ein annähernd ein gleichgroßer
Druck auf den keramischen Tragkörper 1 einwirkt,
wird ein nahezu einschlussfreier hoch verdichteter Presskörper
erstellt. Durch einen entsprechenden Brand, vorzugsweise einen doppelten
Brand, erhält dieser Presskörper seine für
keramische Werkstoffen typischen Eigenschaften, wie z. B. eine hohe
Härte oder eine gute Temperaturbeständigkeit.
Um besondere Formen für den keramischen Tragkörper 1 zu
erzeugen, kann auch vorgesehen sein, nach einem Erstellen des Presslinges
eine Bearbeitung, beispielsweise durch Schleifen, Leppen, Hohnen,
Fräsen, Glasieren usw., durchzuführen.
-
Nach
einer endgültigen Fertigstellung des keramischen Tragkörpers 1,
also nachdem seine endgültige Gestalt erzeugt wurde, wird
der keramische Tragkörper 1 mantelseitig mit einer
Separierungsschicht versehen. Diese nur Bruchteile eines Millimeters
starke Umhüllung dient einem Befördern des Haftens
von auf den keramischen Tragkörper 1 aufzubringenden
Silikons.
-
Bei
der in der 2 dargestellten Druckgussform 2 zur
Aufbringung von Kunststoffschirmen durch ein Druckgussverfahren
wird der keramische Tragkörper 1 in die Druckgussform
eingelegt. Nach einem Verschließen der Druckgussform 2 ist
um den keramischen Tragkörper 1 herum ein Hohlraum
gebildet, welcher mit einem Kunststoff zu befüllen ist. Dieser
Kunststoff ist beispielsweise Silikon, welches unter erhöhtem
Druck über eine Druckleitung 3 in die Druckgussform
eingespritzt wird. Nach einem Aushärten des eingespritzten
Kunststoffes, kann die Druckgussform 2 geöffnet
werden und ein Isolator 4 kann entnommen werden. Um das
Aushärten bzw. Vernetzen des Sillkons zu befördern,
kann die gesamte Druckgussform 2 temperiert werden. Vorzugsweise
sollte dabei eine Temperatur von 85°C angestrebt werden.
-
In
der 3 ist ein Schnitt durch einen Isolator 4 dargestellt.
Der keramische Tragkörper 1 ist ein massiver zylindrischer
keramischer Tragkörper, welcher in Form einer isostatisch
gepressten Keramik vorliegt. Mantelseitig ist der zylinderförmig
keramische Tragkörper 1 vollständig von
einer Kunststoffumhüllung umgeben. Einzelne Kunststoffschirme 5a, 5b, 5c, 5d, 5e sind
jeweils koaxial zu einer Rotationsachse des keramischen Tragkörpers 1 umlaufend
ausgebildet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass statt einer
Vielzahl axial beabstandeter Kunststoffschirme ein einziger wendelartig
umlaufender Kunststoffschirm ausgeformt ist.
-
Die
4 zeigt
eine alternative Art einer Aufbringung von Kunststoffschirmen. Im
Folgenden wird nur prinzipiell das Verfahren des Aufbringens einzelner
Kunststoffschirme beschrieben. Eine detaillierte Beschreibung ist
in der Offenlegungsschrift
DE
197 34 362 A1 dargelegt. Das dort beschriebene Verfahren
ist hier entsprechend anwendbar. Somit ist der Inhalt der
DE 197 34 362 A1 Teil
dieser Beschreibung.
-
Die 4 zeigt
einen keramischen Tragkörper 1, wie er bereits
aus den 1, 2 und 3 bekannt
ist. Der keramische Tragkörper 1 ist wiederum
als Vollzylinder ausgeführt. Der keramische Tragkörper 1 ist
ebenfalls eine durch ein isostatischen Pressvorgang erzeugte Keramik,
die entsprechend doppelt gebrannt ist. Auf der äußeren
Mantelfläche des keramischen Tragkörpers 1 ist
eine Haftvermittlerschicht aufgebracht. Auf diese Haftvermittlerschicht
werden nunmehr Kunststoffrippen 5a, 5b aufgebracht.
In der 4 dargestellten Schnitt ist erkennbar, dass hier
eine enge geringere Beabstandung der Kunststoffrippen 5a, 5b von
einander vorgesehen ist, als bei dem in der 3 dargestellten
Isolator.
-
Koaxial
zur Rotationsachse des keramischen Tragkörpers 1 ist
eine offene Gussform 6 um den keramischen Tragkörper 1 angeordnet.
Die offene Gussform liegt an ihrem ersten Ende dichtend an dem keramischen
Tragkörper 1 an. Das zweite Ende hingegen erweitert
sich trichterförmig, so dass ein Aufnahmeraum für
Kunststoff entsteht. Je nach Profilierung der offenen Gussform sind
Rippen mit verschiedenen Oberflächenprofilen erzeugbar.
Mittels einer Zuführungseinrichtung 7 wird beispielsweise flüssiges
Silikon in die offene Gussform eingeleitet. Es kann jedoch auch
vorgesehen sein, dass die Gussform selbst einen Einspülstutzen
aufweist, welcher in radialer Richtung zwischen dem ersten und dem
zweiten Ende der offenen Gussform 6 angeordnet ist. Durch
diesen Stutzen kann dann beispielsweise der flüssige Kunststoff
mit einem erhöhten Druck in die offene Gussform eingespritzt
werden.
-
Bei
dem in der 4 gezeigten Verfahren ist es
vorgesehen, dass der flüssige Kunststoff aus der Zuführungseinrichtung 7 schwerkraftgetrieben
in die offene Gussform 6 hineingleitet. Durch die offene Gussform 6 wird
eine Oberfläche mit einer geschwungenen Form erzeugt, d.
h., es entsteht eine kegelartige Struktur der Kunststoffisolatoren 5a, 5b. Auf
der von der Gussform 6 abgewandten Seite (in Einbaulage
des Isolators die Unterseite) der Kunststoffschirme 5a, 5b entsteht
eine ebene Oberfläche.
-
Nach
einem ersten Aushärten eines frisch gegossenen Kunststoffschirmes
wird die offene Gussform 6 in axialer Richtung von dem
gegossenen Kunststoffschirm entfernt und es erfolgt eine erneute Befüllung
und Herstellung eines weiteren Kunst stoffschirmes. Nach einem Temperieren
vernetzen die Übergänge zwischen den Kunststoffschirmen.
-
Zur
Komplettierung der erfindungsgemäßen Isolatoren,
welche einen keramischen Tragkörper 1 aufweisen,
welcher in Form einer isostatisch gepressten Keramik vorliegt, können
noch entsprechende Zusatzbaugruppen an den Isolatoren befestigt
werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass beispielsweise entsprechende
Haltearmaturen, Typenschilder, Monitoreneinrichtungen usw. an den
erfindungsgemäßen Isolatoren befestigt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19734362
A1 [0002, 0057, 0057]