ГИБКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к устройствам резистивного нагрева, и может использоваться в качестве гибкого электронагревательного элемента, например, в автомобильных зеркалах заднего вида.
Из заявки РФ №98104822 на изобретение (публ. 27.12.1999 г.) известен гибкий электронагревательный элемент, содержащий плоский резистивный слой, соединенные с ним электроды, а также по крайней мере два электроизоляционных слоя, расположенных с обеих сторон резистивного слоя. Электроизоляционный слой является несущим элементом, на нем параллельными рядами расположен микропровод в стеклянной изоляции или без изоляции, углеродные волокна или жгуты волокон и контакты, образующие меандр. Микропровод или волокна и контакты запрессованы между двумя слоями электроизоляционного слоя.
Недостатком описанной конструкции является ее низкая надежность из-за интенсивного воздействия на микропровод или волокна со стороны охватывающих их слоев при изгибе элемента.
Известен нагревательный элемент, описанный в заявке ФРГ №2901342 на изобретение (публ. 24.07.80 г.), расположенный на обратной стороне зеркальной пластины автомобильного зеркала заднего вида. Нагревательный элемент образован обогревательной пленкой, в частности, металлизированной пластмассовой или бумажной пленкой. Пленка имеет разделительные зазоры, лежащие относительно друг друга со смещением и идущие параллельно друг другу. Таким образом образован змеевик обогрева, к концам которого подключены провода электропитания.
Описанная конструкция нагревательного элемента практически представляет собой последовательную электрическую цепь, занимающую всю поверхность обратной стороны зеркальной пластины. Какие-либо дефекты участка змеевика обогрева приводят к нарушению работы всего нагревательного элемента. Например, локальный дефект пленки повышает электрическое сопротивление всей цепи и, соответственно, снижает силу тока и
температуру нагрева зеркальной пластины. Кроме того, концы змеевика обогрева пространственно разнесены к противоположным торцам обогревательной пленки, что вызывает необходимость использования дополнительных проводов.
Наиболее близким по технической сущности является гибкий электронагревательный элемент, описанный в свидетельстве РФ №25134 на полезную модель (публ. 10.09.2002 г.). Гибкий электронагревательный элемент содержит гибкое диэлектрическое основание с закрепленным на нем нагревательным проводником и контактными площадками. Нагревательный проводник выполнен в виде дорожки из полимерной проводниковой серебряной пасты. Нагревательный проводник может состоять из нескольких дорожек между контактными площадками. Основание электронагревательного элемента имеет вид прямоугольника, дорожки состоят из прямолинейных участков и волнообразных участков, причем прямолинейные участки вытянуты вдоль длинных сторон основания, а волны волнообразных участков ориентированы вдоль коротких сторон основания. Контактные площадки расположены около одной из коротких сторон и разнесены к длинным сторонам основания.
Выполнение нагревательного проводника в виде дорожки из пасты сужает сферу возможного применения электронагревательного элемента, так как паста, обладая высокой пластичностью, нестабильна по форме, поэтому дорожка может быть деформирована даже при незначительном воздействии на нее. Кроме того, расположение дорожек на поверхности основания в рассмотренной конструкции имеет достаточно хаотичный вид и в случае необходимости затруднительно определить взаимосвязь участков дорожек.
Задачей полезной модели является повышение универсальности использования электронагревательного элемента, а также оптимизация топологии нагревательного проводника.
Указанная задача для гибкого электронагревательного элемента, содержащего гибкое диэлектрическое основание с закрепленными на нем контактными площадками и нагревательным проводником, выполненным в виде нескольких дорожек между контактными площадками, при этом каждая дорожка по крайней мере частично образована волнообразным участком, а контактные площадки расположены около одной из коротких сторон и разнесены к длинным сторонам основания, решается тем, что каждая дорожка нагревательного проводника выполнена в виде узкой ленты из токопроводящего
твердого материала, большая часть дорожек снабжена криволинейными участками, расположенными между концами центрального волнообразного участка и контактными площадками, причем волнообразные участки большей части дорожек расположены столбцами на поверхности диэлектрического основания со смещением ко второй короткой стороне.
Гибкое диэлектрическое основание выполнено преимущественно в виде вытянутой в длину четырехсторонней плоской фигуры с выпуклыми наружу линиями контуров сторон и скругленными углами между сторонами.
Криволинейные участки дорожек размещены предпочтительно около длинных сторон основания.
Криволинейные участки дорожек, соединенные с одной контактной площадкой, расположены, как правило, параллельно друг другу около длинной стороны основания, повторяя форму ее кромки.
Большинство волн волнообразных участков дорожек могут быть выполнены П-образными.
Волны волнообразных участков ориентированы преимущественно вдоль длинных сторон основания.
Каждая дорожка нагревательного проводника выполнена, как правило, из металла, в частности, из серебра или серебряного сплава.
Контактные площадки выполнены преимущественно заедино с дорожками и из того же материала.
Нагревательный проводник может быть составлен из десяти дорожек.
Каждая контактная площадка, как правило, снабжена клеммой для соединения с электрической цепью.
Гибкое диэлектрическое основание предпочтительно со стороны, обратной расположению нагревательного проводника, снабжено пленкой с клеевыми слоями на обеих сторонах.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна".
Полезная модель поясняется следующими чертежами. На фиг.1 представлен гибкий электронагревательный элемент без электрических клемм, вид на плоскость основания; на фиг.2 показана часть гибкого электронагревательного элемента по месту крепления электрической клеммы, вид на плоскость основания; на фиг.3 изображена часть гибкого
электронагревательного элемента по месту крепления электрической клеммы в продольном разрезе.
Гибкий электронагревательный элемент содержит гибкое диэлектрическое основание 1 с закрепленными на нем контактными площадками 2 и нагревательным проводником. Гибкое диэлектрическое основание 1 выполнено предпочтительно в виде вытянутой в длину четырехсторонней плоской фигуры с выпуклыми наружу линиями контуров сторон и скругленными углами между сторонами. Контактные площадки 2 расположены около одной из коротких сторон основания 1 и разнесены к его длинным сторонам. Каждая контактная площадка 2, как правило, снабжена клеммой 3 для соединения с внешней электрической цепью. Нагревательный проводник выполнен в виде нескольких, например, десяти, дорожек 4 между контактными площадками 2, при этом каждая дорожка 4 по крайней мере частично образована волнообразным участком 5. Большинство волн волнообразных участков 5 дорожек 4 выполнены преимущественно П-образными. Каждая дорожка 4 нагревательного проводника выполнена в виде узкой ленты из токопроводящего твердого материала, предпочтительно из металла, в частности, из серебра или серебряного сплава. Большинство дорожек 4 снабжено криволинейными участками 6, расположенными между концами центрального волнообразного участка 5 и контактными площадками 2, выполненными, как правило, заедино с дорожками 4 и из того же материала. Волнообразные участки 5 большей части дорожек 4 расположены столбцами на поверхности диэлектрического основания 1 между его длинными сторонами со смещением к его второй короткой стороне, противоположной контактным площадкам 2.
Криволинейные участки 6 дорожек 4 размещены преимущественно около длинных сторон основания. Участки 6, соединенные с одной контактной площадкой 2, расположены параллельно друг другу около одной из длинных стороны основания 1, повторяя форму ее кромки. Волны волнообразных участков 5 ориентированы преимущественно вдоль длинных сторон основания 1.
Гибкое диэлектрическое основание 1 со стороны, обратной расположению нагревательного проводника, может быть снабжено пленкой 7 с клеевыми слоями на обеих сторонах.
Электрическая клемма 3 состоит из установочной части 8, закрепляемой на основании 1 на контактной площадке 2, и соединительной части 9. Установочная часть 8 соединена с основанием 1 посредством заклепки 10, расположенной в совмещенных отверстиях установочной части 8 и основания 1.
При изготовлении гибкого электронагревательного элемента на гибком диэлектрическом основании 1 закрепляют нагревательный проводник и контактные площадки 2, изготовленные, например, из металлической фольги. Исходя из максимально допустимой по условиям предотвращения травматизма температуры нагреваемой поверхности 85°С, учитывая толщину фольги 10 мкм±10% и зная проводимость материала фольги можно расчетным путем в соответствии с законом Ома определить ширину дорожки 4 нагревательного проводника, количество и длину дорожек 4 для электронагревательного элемента, используемого, например, в зеркалах заднего вида автомобилей со стандартным уровнем бортового напряжения электропитания. В соответствии с полученными данными формируется топология дорожек 4 нагревательного проводника на поверхности основания 1, ограниченного геометрическими параметрами зеркала. Затем на контактных площадках 2 устанавливаются электрические клеммы 3 так, что отверстие установочной части 8 клеммы 3 совмещается с отверстием основания 1. В образованном сквозном канале располагают заклепку 10, которую развальцовывают по торцам на противоположные стороны установочной части 8 клеммы 3 и основания 1. Таким образом, на одной стороне основания 1 закрепляют электрическую клемму 3, образующую электрический контакт с контактной площадкой 2 и нагревательным проводником. На противоположной стороне основания 1 располагают пленку 7 с первым клеевым слоем, прилегающим к поверхности основания 1. Клеевой слой на противоположной поверхности пленки 7 предназначен для монтажа гибкого электронагревательного элемента, например, на поверхности автомобильного зеркала заднего вида, обратной отражающей.
Таким образом, разработанный электронагревательный элемент более универсален в использовании, а топология его нагревательного проводника рассчитана и оптимизирована.