УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ДИСПЛЕЯ В ОКОННОМ ПРОЁМЕ
NODE FOR ATTACHMENT OF DISPLAY IN WINDOW OPENING

Изобретение относится к средствам предварительного обогрева устройства отображения аудиовизуальной информации, предназначенного для размещения в оконном проеме вагона метро или железной дороги, и может быть использована для обеспечения рабочих температурных параметров в холодное время года.
Известно устройство для показа информации в вагоне метро (патент на полезную модель №192518, Российская Федерация), в котором определены основные конструктивные части устройства вывода аудиовизуальной информации на базе дисплея.
Известен способ показа информации в вагоне метро (патент на изобретение №2711004), в котором описана общая структура построения устройства вывода аудиовизуальной информации и предусмотрено его размещение в оконном проеме вагона.
Известно устройство обогрева стекол (патент на полезную модель №188027), в котором закаленное стекло имеет нанесенное низкоэмиссионное токопроводящее покрытие, при этом на поверхность низкоэмиссионного токопроводящего покрытия последовательно нанесены металлизированные токоведущие шины и защитное покрытие в виде полимерной пленки с клеевой основой.
Недостатками описанных устройств является либо отсутствие устройств обогрева дисплея, либо неясность в способах передачи тепла от устройства обогрева стекол к дисплею, связанных с необходимостью обеспечения мягкой физической развязки защитного оконного стекла с устройством обогрева и дисплея.
Целью предлагаемого изобретения является решение задачи обеспечения нагрева дисплея при сохранении защитных функций обогреваемого стекла, защищающего пассажиров и дисплей от вредных наружных воздействий.
Для целей данного патента используются следующие термины и их определения.
1. Дисплей - устройство вывода аудиовизуальной информации на базе матрицы вывода изображения, которое с целью защиты от физических воздействий и повреждений в рабочем состоянии может быть защищено защитным прозрачным стеклянным или полимерным экраном с одной стороны, или с обеих сторон, образуя стеклопакет, либо не содержать стекол как отдельные конструктивные элементы. При этом дисплей может находиться либо в контакте с одним или двумя стеклами стеклопакета, либо на некотором расстоянии от них.
2. Нагревательный токопроводящий слой - токопроводящее покрытие в виде плоскости или проводника, нанесенное на стекло или на один из слоев многослойного стекла, выделяющее тепло при прохождении через него электрического тока.
3. Уплотнитель - упругий материал, применяемый для предотвращения передачи вибраций от стеклопакета или защитного стекла дисплею.
4. Стекло - одно- или многослойное стекло
5. Оконный проем - место расположения дисплея. Может быть в стене вагона, в двери вагона, в потолке вагона, в полу вагона.
Сущность изобретения поясняется на чертеже, на котором также показаны варианты взаимного расположения нагревательного слоя, защитных стекол и дисплея.
Рабочий диапазон внешних температур, при которых сохраняется работоспособность электронных устройств, в особенности светоизлучающих дисплеев, ограничен технологиями изготовления таких электронных устройств. На сегодняшний день нижняя граница рабочего диапазона температур большинства компонентов и изделий для наружного применения находится в диапазоне температур от 0 до минус 60 градусов Цельсия. Однако рабочий диапазон температур светоизлучающих дисплеев гораздо уже. Нижняя граница рабочего диапазона температур таких дисплеев в зависимости от технологии изготовления находится в районе от 0 (основная масса изделий) до минус 20 (ЖКИ дисплеи) и минус 40 (органические дисплеи) градусов Цельсия. При этом даже температура хранения ограничена значениями до минус 20 - минус 50 градусами Цельсия. Такие температурные ограничения создают ряд дополнительных проблем при эксплуатации светоизлучающих дисплеев в районах континентального климата в зимнее время. В рабочем режиме любые электронные изделия излучают тепло, и могут в определенных пределах саморазогревать себя и держать температуру в рабочем диапазоне температур. Но даже в этом случае для обеспечения включения светоизлучающего дисплея при больших отрицательных температурах требуется либо его предварительный нагрев до рабочих температур, либо даже поддержание температур выше минимального значения температур хранения.
Эксплуатация дисплеев в оконных проемах вагонов подвижного состава относится именно к наружному применению.
В период отстоя вагонов между рейсами температура дисплеев опускается до значений температур наружного воздуха, и для континентального климата может доходить до значений порядка минус 50 градусов Цельсия и ниже.
В качестве примеров можно привести следующие нормативные документы, показывающие как важность упомянутой проблемы, так и ограничения, возникающие в процессе ее решения.
ГОСТ-15150-69 «Климатические факторы» задает нижние граничные параметры рабочих температур для изделий наружного применения в минус 70 градусов Цельсия в зависимости от заданных условий применения.
Дисплеи, в оконных проемах подвижного состава, соответственно, также должны сохранять работоспособность в выбранном диапазоне температур.
В соответствии с ГОСТ Р 52172-2003 «Стеклопакеты для наземного транспорта. Технические условия», стеклопакеты могут эксплуатироваться в условиях окружающей среды от минус 60°С до плюс 40°С.
Кроме того существуют еще механические факторы. Стойкость изделий к механическим воздействиям нормируется ГОСТ 17516.1-90-Механическое воздействие, в котором описаны требования по устойчивости к синусоидальным, однократным и многократным ударным воздействиям.
ГОСТ 13521-68 Стекла оконные пассажирских вагонов, электропоездов и дизель-поездов задает требования к размерам и массе стекол.
ГОСТ 5727-88 Стекло безопасное для наземного транспорта задает требования к прочности и методам испытаний одно- и многослойных стекол.
ГОСТ Р 57214-2016 Изделия остекления железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия задает ряд требований к остеклению железнодорожного состава.
При решении задачи обогрева дисплея требуется принимать во внимание все вышеперечисленные требования.
Известны способы обогрева стекол или других прозрачных диэлектрических материалов, в которых применяются различные виды обогревающих устройств -отдельные проводники (встроенные в стекло либо между слоями многослойных стекол, либо расположенные по периметру стекла), либо напыленные на поверхность стекла или другого прозрачного диэлектрического материала токопроводящие покрытия различных видов.
Поставленная цель достигается тем, что обогревающее покрытие наносится либо между слоями, либо на поверхности отдельного защитного стекла стеклопакета вагона подвижного состава, уже применяемого при производстве вагонов, при этом защитное стекло находится на некотором расстоянии от дисплея. Технологии размещения обогревающих покрытий различных видов между слоями многослойных стекол являются сегодня стандартными при производстве стекол для различных применений.
Если защитное стекло стеклопакета соприкасается с дисплеем - это наилучший вариант для обеспечения прогрева, но при этом идет передача вибраций и ударов (см. например требования вышеупомянутых ГОСТов) от более массивного защитного стекла, негативно влияющих на надежность работы дисплея. Кроме того ослабляется защита от внешних воздействий, например разбивается защитное стекло и сразу же повреждается дорогой дисплей. Таким образом расстояние между защитным стеклом с нагревательным слоем и дисплеем должно с одной стороны быть предельно малым для увеличения эффективности нагрева, и с другой стороны быть достаточно большим для исключения их соприкосновения в процессе эксплуатации (передача вибраций от массивного защитного стекла легкому дисплею) или в экстремальных ситуациях (повреждение защитного стекла с воздействием на дисплей при малых расстояниях).
Фиг. 1 - Возможный вариант устройства обогрева дисплея нагревающим электропроводящим покрытием на защитном стекле.
Позиции на чертежах
1 - дисплей,
2 - стекло стеклопакета наружное,
3 - токопроводящее нагревающее покрытие,
4 - стекло стеклопакета внутреннее,
5 - стеклопакет,
6 - уплотнитель.