DE102007002118A1 - Isolator sowie Verfahren zur Herstellung eines Isolators - Google Patents

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Abstract

Ein Isolator (4), insbesondere ein Stützisolator, weist einen elektrisch isolierenden Tragkörper (1) auf. An dem Tragkörper (1) ist zumindest ein Kunststoffschirm (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) angeformt. Der Tragkörper (1) ist ein keramischer Tragkörper. Weiter ist ein Verfahren zur Herstellung eines Isolators (4) angegeben, bei welchem eine isostatisch gepresste Keramik für den Tragkörper (1) Verwendung findet.

Description

  • 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]

Claims (19)

  1. Isolator (4), insbesondere Stützisolator, mit einem elektrisch isolierenden Tragkörper (1) und zumindest einem an dem Tragkörper angeordneten Schirm, wobei der Schirm ein Kunststoffschirm (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (1) ein keramischer Tragkörper ist.
  2. Isolator (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kunststoffschirm (5a) benachbart zu einem zweiten Kunststoffschirm (5b) angeordnet ist, wobei die beiden Kunststoffschirme (5a, 5b) spaltfrei miteinander verbunden sind.
  3. Isolator (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (1) eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist.
  4. Isolator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (1) ein Vollkörper ist.
  5. Isolator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kunststoffschirm (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) und dem Tragkörper (1) eine separierende Schicht angeordnet ist.
  6. Isolator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschirm (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) ein Druckgussteil ist.
  7. Isolator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Tragkörper (1) eine isostatisch gepresste Keramik ist.
  8. Isolator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoffschirm als Kunststoff ein Silikon aufweist.
  9. Isolator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Tragkörper zu einem Großteil von einem Kunststoff (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) umgeben ist.
  10. Isolator (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Kunststoffschirmes (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) unvernetzt auf den keramischen Tragkörper (1) aufgebracht wird und an dem Tragkörper (1) aushärtet.
  11. Isolator (4) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschirm (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) bei Temperaturen von 60°C bis 120°C insbesondere 85°C aushärtet.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Isolators (4), dadurch gekennzeichnet, dass auf eine isostatisch gepresste Keramik (1) zumindest ein Kunststoffschirm (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) aufgebracht wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein unvernetzter Kunststoff aufgebracht wird, welcher auf der isostatischen Keramik (1) in Schirmform (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) aushärtet.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Aufbringen des unvernetzten Kunststoffes die isostatische Keramik (1) mit einer die isostatische Keramik (1) und den Kunststoff separierenden Schicht benetzt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aushärten des Kunststoffes bei einer Temperierung von ca. 60°C bis 120°C insbesondere 85°C erfolgt.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff unter Druck in eine Gussform (2) eingespritzt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff schwerkraftgetrieben in eine Gussform (6) einläuft.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kunststoffschirme (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) zeitgleich an der isostatischen Keramik ausgeformt werden.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ausformen eines ersten Kunststoffschirmes (5a) ein sich an diesen anschließender zweiter Kunststoffschirm (5b) ausgeformt wird.
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