DE1540655A1 - Verfahren und Mittel zum Isolieren elektrischer Leiter - Google Patents
Verfahren und Mittel zum Isolieren elektrischer LeiterInfo
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Description
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jIrf Für die Isolierung elektrischer leiter werden In steigendem Aus- maß Organopolyailoxan-Blastomere verwendet. Durch eine derartige leo- lierung wird z,B, bei Elektromotoren ohne Vergrdßerung eine Stei- gerung.ihrer Leistung und otdrungstreier Einsatz unter schwierigen Bedingungen, wie hoher Feuchtigkeit oder hohen Temperaturenp er- möglicht. Bei den Isolierbändern auf Grundlage von Organopolysi- loxan-Elastome:ren ist zwischen nicht-klebrigen Bändern aus gehär- teten Organopolysiloxament die in Verbindung mit einer härtbaren Paste verwendet werden und klebrigen Bändern# vorzugsweise aus vor- gehärteten Organopolyailoxanen, die mit sich selbst ohne Mitver- wendung einer Klebepaste verkleben, zu unterscheiden. Beide Arten von Isolierbändern auf Grundlage von.Organopolysiloxan-Elastomeren können mit Vorteil für Niederäpannungs-Vorrichtungen verwendet wer- den, entsprechen jedoch nicht völligAen Erfordernissen bei Hoch- spannungsmasohinent z,B. im Bereich von 6 bis 25 KV. Derartige .Maschinen müssen nämlich eine besonders beständige Isolierung besitzenp da sie sehr kostspielig einde mindestens 20 Jahre brauch-' bar bleiben sollen und nach ihrer Installierung nur schwer zu re- parieren oder auszutauschen sind. Wegen ihrer leichten Anwend- barkeit ist es sehr erwünscht# Organopolysiloxan-Isolierbänder auch'für Hochopannungsmasohinen einzusetzen. Die mit-Hilfe der bisher bekannten Bänder auf Grundlage von Organopolyeiloxan-Blaato- 128ren htraeßtelli*4 Isolierungen haben jedoch im allgemeinen keine Mirdentdurohochlagefentigkeit von'Uber etwa 67 000 V/em (170 V/Mil).und nur in Einzelfällen konnten Durchschlagefestig- keiten von Uber 78 740 V/em (200V/mil) fentgestellt werden. Es wurde nun gefunden, daß man durch Umwickeln* unter Zug und Überlappen mit niohlklebrigen Bändern auf Grundlage von zu Elantomeren'Sehärteten Organopolyeiloxanen, wobei.die Zwischen- räume zwischen den Bemdüberlappungen sowie zwischen dem Band und dem elektrischen Leiter mit härtbaren Pasten aufgefüllt werden, und Härtung der Pasten elektrische Leiter isolieren kann, wobei für mit bin zu 25 KV betriebene elektrische Vorrichtungen anwendbare Isolierungen mit Durcheahlagsfentigkeiten von mindestens 89 000 V/cm 225 V/mil) erhalten werden, wenn man als nichtklebrige Bänder auf Grundlage von zu Blantomeren gehärteten Organopolysiloxanen solche., bei denen mindestens die dem Leiter zugewandte Seite Uneben- heiten aufweist, und als, härtbare Pasten Gemische" die im wesent- liehen aus DiorganopolynilOXanen mit einer Viakonität,von 0 oder Oxyden von Halbmetallen 2000 eßt bis etwa 500 000 eßt/25 0 und aus bletalloxyden-'#le Fülletoffen bestehen, verwendet. Die erfindungegemäß verwendeten Isolierbänder können'aus beliebigen der übl--icherwelee für die Herstellung von Bändern tom4 es ]Maetou»r« Urtber« »»M MW tr»ilffl b«Wist»« hofflutellt 0@"* Bit in dererugen Vomam v«imt«« b«bvtm«« pa.Volle»be bevitses »let eise v" etwa 1,gl43 se(00049 Uli) Nalle Die Diera»o"iren«me Unsen ein eutetwob»4«4 orm"whe a«te butelbigeg imwol am oftllin hatoutul»o et»UINP ftum- »gee»tott»ete oder Cyo»IIWI»Oto «tbatme vorsmomelso bodelt en sieh bei 41»» erout»b« &Mt» go NoMqj»vÄthyl-, Phwul-4, mg/Omr X«to »Ilt« reute wein, vom « ei44 bei den - l«t« m »- »botitwiegte lt*bl«»MO»toff"ete wot» atuestome 90 % *Mus »Urlnel»o Me zu Uaaton«« bU4b@r« Xumm i*Vmlt« meielt aut 100 anwichteteue beofflekooog otm 20 Ua 80 0»,it v*»tffl«de PM~ft ofAr 20 WLO 400 o»igäu>* lolle al"twrt#Urkie" Mlototft.@ «o kOmea aexobm«ftUe auth v«i4or *In 20 leUe Mlotoff «Vwlt«,e Botoptele Or dLtexyf# mter Nrhaltmw der «tuU»rte Xiv«latmeho >"regelt (oofflannte «Aa»gelelm),0 tis vmmbtod«» Art» "M gerälltem »a o"eim»rbo»%, vie tat stit"Wwt«#4 #smit« lftom ei" bevo»ftte Die Närtm« der Naue« zur Nerstellsag der verstadeten Dftder kamt duroh Bestrahlung erfolgens Vorrage- weite erfolgt *to jtdooli In bekannter Welee d@Aure),g dave den etwt o#I bin I#,c Gewiehteteile auf 1..:to GewiettIteile orgefileobe.m Ptroxy#ie4..,e wie Bon.xoylpormyd" terte- ButylgeroUd# Dlo'hlorbenzollptroxjrd oder sue*4*tzt und die dam.je hergentellten Under erhilut wordea. Die in UblIaben ZuaUse, seBe mittel# fla«ab»in«d naobende Kittel und rifflnte können mit- verwendet Werten* Vorr.u«v»t» »i»n die beid« breit« Gelte* den Z,.ande« Uneben- hotteag dohe U%*'bungtn uM/oder Vertietimgenp auf. In riß,' le 2 und 3 eind stUelte von modern mit vereahiedemon Artea von Unalomheiten auf den Solt« dergeotellte Fige 1 selgt ein Bmd (11) mit »rhob=gen (12) auf den belden breiten Seitene Oleichartige Erhelmmiren klInnen gegsbezenfalle auch nur auf einer seite den ftades meln. Pieg 2 zeigt ein bmd (13) mit Tor-- tiefung,« (14) auf einer Bette» Uttehertige Vertiefundm k3m» auoh auf beiden breit« Seitex weine #lg* 3 zeigt ein 3aM (15) sit kont«h« trhebungem (16) atit einer Oberfliebee ?lg. 49 3 und 6 eiad j-mratell»i« vom Querschnitten anderer erfir.dunOW«Roo verwendbar« BUdere Pige 4 zeigt deu Quer- vomItt eInes Imwes (17) allt »-hobma bzw. Vwtletumgm aut beiden äutt«. Fis. 5 md 6 zeigt ein Swod (18) mit eiiiptiseh« oder 11a4mmrals« Querschnitt b». ei& dreleolgigen Bmw (19)# »bei beide BMWIer mw tut otow Selte «Neigen. Die ftbebwn&#= md Vertietvr4« kOmm in Jeweils *ltlob« Abstb4m oder willkOrlioh vortellt »Im. Voravgm*i» eind ja em Brotte oder Lug* den aß"*$ Kind«%@« -etwa .3 (8 je 9011) b». vor_ tietmgoa vorkmuden. ZwenkMUaig liegt die Mke der £MebunWm bm. die Titte der Vortiatunden »teräalb etwa o»a54 m (ly rA14). Die Un,ob«halten werden « eiatast4t4a damb eine eutoi, staltung der tfJr die Berstellmg des ftWW& v*no*Metm Mim De» erzeugt', a m#Oal o komm« als a»b a»h den ftr«SW«mm erzeugt Word«. in den vorlieg nden Die VtskffltlLt der-y-erf a» m --MW@tm PNK** ig 0 elektrImbom UZ«»bffltu aleht «t - a Die eilleimg-. erg«i»b« »ffle der tax*u X*, den ftatta vorliegeomfon Dior*&»polynil«a» «Lud et*wffltgo XMI«uaz«rotott- regte, die" umm sie aro«ti»h *In*& bellebtge W p Wem sie al:Lpbatimb eind,0 durch 2,9adeww«,) RoumAtoffstome vm ailltia»t«,getrwmt,o Pl»rato» «tweiem WSamen. A»*er Moromme- 4il«a»inhatten k5»tn a«b geriffl MUWM in; Biab"t« Vor- ämMen »in" wo"i jed»b vormteweIne Um beretek vem 1,98 bis 2,tO1 31-«-ob«dto« «MaMeeb« 2"#« je Ko-Atom OUI&Ihattn wiM. Ulapiele tor 31 erSaaische Matt In dem fttitm-Biorge»- eiM beliebige klXylr«te» wie Netbyl." Xtbyl-" Im» a- ß- IM» »d»yl." ost"«71- md Myrieylreste, beliebige Alkenylreste, wie Vinyl-, Allyl-9 Deaenyl- .und Hexadienylreste, beliebige Cycloalkylresteg viie Cyclopentyl- und Cyclohexylreste, beliebige Cycloalkenylreste, wie Cyclopentenyl--, Cyclohexenyl- und Cyclo-2,4-Hexadienylreste, beliebige Arylreste, Cwie Phenyl-, Naphthyl- und Xenylreste, beliebige Aralkylreste, wie Benzyl-, Phenyläthyl- und Xylylreste sowie beliebige Alkarylreste, [wie Tolyl- und Dimethylphenylreste. Beispiele für halogenierte or- ganische Reste sind der 3,3,3-Trifluorpropyl-, 3.3.4,4,5,5,5-Hepta- fl-jorpentyl-9 Perchlorphenyl-, 2,4--i-Dibrombenzyl- und oc,#("QG-Trifluor-- tolylrest. Vorzugsweiäe sind mindestens 50% der organischen Heste Mothylreste, während die gegebenenfalls vorhandenen anderen Reste Phenyl-t Vinyl- oder 393,3-Trifluorpropylreste sind. Vorzugsweise enthalten die Diorganopolysiloxane in den Fasten etwa 091 bis 1 Molgfo Siloxaneinheiten mit mindestens einem Vinylrest. Die- se Einheiten können endständigd, wie Dimethylvinylsiloxan- und Phenylmethylvinylailoxan-Einheitenp oder innerhalb der Siloxankette verteilt, wie Methylvinyloiloxan--9 Phenylvinyleiloxan- und Divinyl- eilbxan-Einheiteng sein. Der Fülle toffgehalt der ;Pasten beträgt vorzugsweise etwa 20 bit, 400 Gewichteteile, insbesondere etwa 50 bis 200 Gewichtsteile, auf 100 Gewichtsteile Diorganopolysiloxan an üblicherweise zur Erhöhung der Viskosität plastischer Stoffe, wie Diorganopolgsiloxane, oder Oxyden von Halbmetallen - als Füllstoffe verwendeten inerten MetalloxydenT-Der Fülletoffgehalt kann auch unter den angegebenen Werten liegen, was allerdings we- niger vorteilhaft ist. Es können,mit,Ausnahme der Alkali- und. Erdalkalimetalle 9 deren Oxyde mit Diorganopolysilo#-#-##"uor reagierün oder Hallbmete, e und daher keine Füllstoffe sindp Oxyde beliebiger 1-Jetalle des erioden-Systeme der Elemente Alumiiiitun bis Fjm u-# ve-riienclet werden. Als Füllstoffe sind somit die Oxyde vom- Aliniinium, Silicium, Scandium'9 Titant Va-,aadiiuv 9 -i#isen-, Kobalt, Eickelg Kupfer, Zinkg Galliumg Airkonium, Niobt Molybdän, Teahnetium, Rutheniumg ladium, Silber, Cadmium, Indiume Zinnt Antimong Lanthang GeT9 2rasäodym, Neodymt Promethiume Samarium) Europilam, Gadoliiiivm.ä, Terbium, Dysprosium» Holmiumg Erbium, Thulimay Ytterbium, T-otztetium, Hafniuüi, Tantal, Wolfram, Rheniumg Osmiumg Iridium, Platin.-Goldg' Quecksilber, Thalliumt Blei und Wiamut verwendbar. Bevorzugt als Oxyde sind Titandioxyd, Zinkoxyd und Eisenoxyd- die einzeln$ ala Gemische oder zusammen mit beliebigen der anderen PUlstoffe ver- wendet werden können. Die Pasten besitzen vorzugsweise eine Viakosl,##,;ät von 5000 eßt bis 0 etwa 10 000 000 eSt/25 0, damit ihre Fließeigenschaften- die Bil- dung einer hohlraumfreien Isolierung erleichtern. Die Härtung der Diorganopolysiloxan/Pülletoff-Pasten kann durch Bestrahlung erfolgen. Zweckmäßiger enthalten sie einen Härtungs- beschleunigeri vorzugBweine etwa 0,1 - 10 Gewichtsteile auf 100 Teile Diorganopolysiloxan an organischen ]?erc>xy&ent z.Bb den- jenigen, die bereits im Zuaammeiahang mit der Herstellung der er- findungsgemäß verwendeten Blastomer-Bänder genannt wurden# wobei 'Benzoylperp-Vd und 2,5-Diaethyl-2,5-bis(tort.-butylperoxy)he-ram - Band und Pasten können auf verschiedene Weise angewandt werden. Die Paste kann auf eine Fläche des Bandes aufgetragen werden, vorzugsweise auf die Pläche mit den Unebenheitent wennnur eine Fläche mit Unebenheiten vorhanden ist, so daß wenn das Band auf den Leiter aufgebracht ist, diese Bandfläche mit dem Leiter und anderen Bandwindungen verklebt-wird. Dies wird durch Figur 7 veranschaulicht. Dort ist ein Teil eines Leiters (20) dargestellt, der mit einem Organopolysiloxan-Blastomer-Band (21)9 das Längserhebungen (22) auf de r einen Seite aufweist und mit einer Paste (23) der erf indu,ngegemäß wesentlichen Zusammensetzung beschichtet ist, unter'Überlappen umwickelt ist. Vorzugsweise wird die Paste jedoch gleichmäßig auf beide Seiten des Bandes aufgetragen und das mit der Paste beschichtete Band einfach um einen Leiter'mit der gewünschten Überlappung gewickelt. Fig. 8 zeigt im Querschnitt ein Band (24), das auf beiden Seiten mit Paste (23) beschichtet ist. Eine Schicht-aus überlapptem Band kann ausreichend sein. Es können jedoch auch mehrere Schichten aus Band und Paste ohne Schwierigkeit auf den Leiaufgebracht werden.
- Die im folgenden als Beispiele beschriebenen Pasten wurden gemäß einer bevorzugten Herstellungsweise dadurch bereitet, daß Diorgano-# polysiloxan und wüllstoff Jeweils 3 bis 5« Stunden bei 150 0 bis 18000 und unter leicht vermindertem Druck (bei etwa 0967-atai gemischt und nach dem Abkühlen auf Raumtemperaturg das 2eroxyd
eingemischt wurde. Alle Lfengenangaben beziehen sich auf das Gewicht; die Viskositäten wurden jeweils bei 25 0 C gem#Osen. Alle Pasten sind im Viakositätsbereich von 5 000 bis 10 000 000 eSt/2500. Paste I 100 Teile eines Mischpolymerisatee mit 15 000 eSt aus 9295 Mol% Dimethyleiloxan- und 7,5 ßlol% Phen3f1methileiloxaneinheiteht 100 Teile TiO 2 und 5 Teile'Benzoylperoxyd. Paste II Wie Paste I, jedoch mit 100 Teilen Eisenoxyd anstelle von TiO V Paste III 100 Teile eines Niechpolymerieates mit 15 000 eSt aus 99.184 Molig Dimethylsiloxan-9 09569 Mol% gethylvinyleiloxan- und 0p247 blol% Dimethylvinyleiloxaneinheiteng 91 Teile Ti02 und 2 Teile Dichlor- benzoylperox,yd, Paste IV 100 Teile eines mit Iaopropoxy"-G:ruppen endblockierten Misohpoly- merisates mit 6 000 oSt aus 0v193 Mol% Methylvinyleiloxari- und' 99.807 Mol% Dimathyleiloxaneinheiten, 91 Teile TIO 2 und 1,3 Teile Benzoylpeeoxyd. Paßte V 100 Teile des im Zusammenhang mit Paste III beochmbbenen Llischpolymorisateng 190 Teile pyrogen in der Gasphase gewon- nenen Billoiumdioxyd und 1,3 Teile Benzoylperoxyd, Paste VI- 100 Teile eines Vinyldimethyleiloxy-Gruppen als endständige Einheiten enthaltenden Dimethylpolysiloxans mit 10 000 eStg entsProchend 0925 Mol% Vinyldimethyleiloxan-Einheiteng 91 Teile TiO 2 und 1,3 Teile Benzoylperoxyd. Zagte VII 100 Teile deo*Miochpolymerisates,<in Zusammenhang mit Paste Iii beaohriebeneol Teile Zinkoxyd und 1,3 Teile Benzoylperoxyd. Paste VIII Wie Paste VII, jedoch 91 Teile Eisenoxyd anstelle von Zinkoxyd. Paßte IX Wie Paste VI, jedoch 91 Teile Zinkoxyd anstelle voÜ Ti02, Paste X 100 Teile eines mit Isopropoxy-Gruppen endblockierten Misch- polymerisates mit 13 000 eßt aus 99,807 Mol% Dimethyleiloxan- und 0.193 Mol% Methy'lvinyloiloxan-Einheiteng 91 TeilE Zinkoxyd und 1,3 Teile Benzoylperoxyd. - Etwa 0,51 mm (20 mil) dicke Bänder aus mit Si'liciumdioxyd gefüllten Organopolysiloxan-Blastomeren, die auf beiden Seiten etwa 12 je cm (30 je Zoll) Bandbreite 0t0254 bis 0,254 mm (1 bis 10 mil) hohe Längsrippen hatteng sowie gleich dicke Bänder aus dem Jeichen Elastomeren mit durchschnittlich mindestens 4,75 unregelmäßig verteilten 0.0254 bis 0,254 mm tiefen-Vertiefungen je cm Bandbreite, die durch Schmirgeln erzeugt wurdeng wurden auf beiden Seiten mit PaBte I bis XI bestrichen und unter Zug und die nächste Windung jeweils zur Hälfte überlappend um wehrere Leiter bis zu einer Stärke von ungefähr 392 bis 5,1 mm (0,125 bis 09200 Zoll) gewickelt. zur Härtung eine Stunde auf 175 0 0 erhitzt und 8 Stunden bei 150 0 0 sowie 8 Stunden bei 200 0 0 nachgeh#4rtet. Anschließend wurden die isolierten Leiter mit einer Dielektrizitätsstärke-Prüfanordnung der General Eleetrie mit einem Meßbereich von 0 bis 75 kV untersucht. Dabei wurde jeder isolierte
Leiter mit einer etwa 5am (2 Zoll) breiten Aluminiumfolie um- und wickeltrzwischen den Leitern und den Folien eine elektrische Durchschlagafestigkeiten von über102 000 V/om*(260 V/mil), die unter Verwendung.der Pasten VIII und IX hergeotelltenIao- lierungen ergaben DurchschlagBfestig keiten von über 112 000 V/em (285 V/mil) und die unter Verwendung der Pasten X und XI Zwätax hergestellten Isolierungen sogar Durchaohlagsfestig-- ketten von über 128 000 V/em (325 V/mil). 'Ähnliche Ergebnisse wurden bei der jeweiligen Verwendung von Mn 2 0 39 Geo29 Zro29 Moo39 Rho2t Agot 5b20 30 00029 Yb,O,t Ta 2 059 Pto29 2b0 und Bi 2 0 3 anstelle des Eisenoxyde in der Zusammensetzung von Paste VIII und bei Verwendung von 295-Dime - thyl--i##5-bie(tert.- butylperoxy)hexah'anstelle den Benzoylparoxyds ih der Zusammen- setzung von-Paste XI, erhalten. Auch bei der jeweiligen Verwendung einen Vinyldimethyleiloxv-Gruppen als endotändige Einheiten ent- haltenden 39393-Trifluorpropylzothylpolyailbzann mit.10 000 oOty eines Phenylmethylvinyleiloxy-Gruppen klo endotändige Einheiten enthaltenden Mischpolymoriaate aus 10 Mal% DiohlorphezW1mothyl- eiloxan- und 90 blol% Dimethyleiloxan-Einheiten mit 10 'OÖO aßt# bzw. einen mit Vinyldimethyleiloxy.#eGzüppen als endstRüdige Einheiten enthaltenden Nischpolymorioate au% 5 Mal% v4o4sC-Trifluortolyl- mothyleiloxan- und 95 Mal% Dimetbyleiloxan-Binheiten mit 10 000 aßt In-der Zueammeneetzung von Paste IX anstelle 00,dort verwendotenx Polysiloxann Bowie mit einer Isolierungg bot der olb,Pbbte ein Gemisch aus 100 T ilen einen Mischpolymorinaten'ett 300 000 oot aus 0#95 Mal% mathyl:inyleiloxm- und#9e§7e Mal% Dl»ethylgiioxan- linkeitent 40 Teilen TiO 2 und 113 TeilOn Benz'oylperoxyd einge- aattt wurdeg wurden ähnliche Ergebnisse erhaltenb
Claims (1)
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Z 9 1 0 n t li n 4 M 119 0 ä 9 L le Verfahren zum leolieren elektrischer Leiter durch UmwIckeln unter Zug und Überlappen mit nichtklebrigen Bändern auf Crrund. lag@ von zu Elautomeren gehärteten Organopolyelloxan.eng wobei die Zwischenräume zwischen den Bandliberlappungen sowie zwi- schon dem Band und dem elektrischen Leiter mit hiirtbiren Pasten aufgefüllt eindt und Härtung dee Pasten# dadurch-ge- kennzeichnet@ daß man gle nichtklebrige Bänder auf Grundlage von zu Blaatomeren gehnrteten Organopoly-,iloxanen nolcheg bei denen mindentenn die dem Leiter zugewandt@ Seite Unebenheiten au:tweioty und als Pasten Gemische, die Im wesentlichen aus Dio:rganOP0178i10XLinen mit einer Viakoaltät von 2000 oßt bis 0. oder Oxyden von Halbmetallen 500 000 oSt/25 0 und aus MetalloxydenYale PUlletoffe benteheng verwendet. 2. Isolierbänder nur Ausübung den Verfahren$ naoh AnnPrU0h le beutehend aue mindeaten@ auf einer ägite Unebenheiten autwei- senden nichtklebrigen Bändern auf Grundlage von zu »l«toaer*U die auf »iideittonn einer Seite mit einer härtbaren Paatet im wenentliehen nun einen oder Halbmetallen mit Oxyden von metalleirder Gruppen Ibu Ilbu Hla und bp IV& und bu va und b# Via und b Yvila und Vill den Perioden- syntenn der Elemente (vgl* X.At und UeRe Hof»m Anorganieohe Chenieg 13. Auneg Braunschweig 19499 Seite 380) von Aluminium bin Wismut verei4ohten Polleiloxan mit einer Vielmeität von 1 - 2000 bin 500 000 o81/25 00p das je Bilioiu»t« durohnehnitli-o
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