RU52550U1

RU52550U1 - FLEXIBLE ELECTRIC HEATING ELEMENT

Info

Publication number: RU52550U1
Application number: RU2005113742/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Вдовин
Original assignee: Сергей Александрович Вдовин
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2006-03-27

Abstract

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. Гибкий электронагревательный элемент содержит гибкое диэлектрическое основание 1 с закрепленными на нем контактными площадками 2 и нагревательным проводником. Каждая контактная площадка 2, как правило, снабжена клеммой 3 для соединения с внешней электрической цепью. Нагревательный проводник выполнен в виде нескольких дорожек 4 между контактными площадками 2, при этом каждая дорожка 4 по крайней мере частично образована волнообразным участком 5. Волны волнообразных участков 5 дорожек 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. Волнообразные участки 5 всех дорожек 4 расположены рядами на поверхности диэлектрического основания 1 в его центральной части. Криволинейные участки 6 дорожек 4, соединенные с одной контактной площадкой 2, расположены параллельно друг другу около короткой стороны основания 1, повторяя форму ее кромки. Техническим результатом полезной модели является повышение универсальности использования электронагревательного элемента, а также оптимизация топологии нагревательного проводника.The utility model relates to electrical engineering, namely, to devices of resistive heating, and can be used as a flexible electric heating element, for example, in car rear-view mirrors. A flexible electric heating element comprises a flexible dielectric base 1 with pads 2 fixed thereon and a heating conductor. Each pad 2 is typically provided with a terminal 3 for connection to an external electrical circuit. The heating conductor is made in the form of several tracks 4 between the contact pads 2, with each track 4 at least partially formed by a wave-like section 5. The waves of the wave-like sections 5 of the tracks are made mainly U-shaped. Each track 4 of the heating conductor is made in the form of a narrow strip of conductive solid material, preferably metal, in particular silver or silver alloy. Most of the tracks 4 are provided with curved sections 6 located between the ends of the central wave-like section 5 and the contact pads 2. The wave-like sections 5 of all tracks 4 are arranged in rows on the surface of the dielectric base 1 in its central part. The curved sections 6 of the tracks 4, connected to one contact pad 2, are parallel to each other near the short side of the base 1, repeating the shape of its edges. The technical result of the utility model is to increase the versatility of using an electric heating element, as well as optimizing the topology of the heating conductor.

Description

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.The utility model relates to electrical engineering, namely, to devices of resistive heating, and can be used as a flexible electric heating element, for example, in car rear-view mirrors.

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.From the application of the Russian Federation No. 98104822 for the invention (publ. 12/27/1999), a flexible electric heating element is known containing a flat resistive layer, electrodes connected to it, and also at least two electrical insulating layers located on both sides of the resistive layer. The electrical insulating layer is a supporting element, on it in parallel rows is a microwire in glass insulation or without insulation, carbon fibers or fiber bundles and the contacts forming the meander. A microwire or fibers and contacts are pressed between two layers of an electrical insulating layer.

Недостатком описанной конструкции является ее низкая надежность из-за интенсивного воздействия на микропровод или волокна со стороны охватывающих их слоев при изгибе элемента.The disadvantage of this design is its low reliability due to the intense impact on the microwire or fibers from the side of the layers surrounding them when the element is bent.

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.Known heating element described in the application of Germany No. 2901342 for invention (publ. 24.07.80), located on the back side of the mirror plate of a car rear view mirror. The heating element is formed by a heating film, in particular a metallized plastic or paper film. The film has separation gaps lying relative to each other with offset and running parallel to each other. In this way, a heating coil is formed, to the ends of which power wires are connected.

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 The described design of the heating element is practically a serial electric circuit occupying the entire surface of the reverse side of the mirror plate. Any defects in the section of the heating coil lead to a malfunction of the entire heating element. For example, a local film defect increases the electrical resistance of the entire circuit and, accordingly, reduces the current strength and

температуру нагрева зеркальной пластины. Кроме того, концы змеевика обогрева пространственно разнесены к противоположным торцам обогревательной пленки, что вызывает необходимость использования дополнительных проводов.heating temperature of the mirror plate. In addition, the ends of the heating coil are spatially spaced to the opposite ends of the heating film, which necessitates the use of additional wires.

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.The closest in technical essence is a flexible electric heating element described in the certificate of the Russian Federation No. 25134 for a utility model (published on September 10, 2002). A flexible electric heating element comprises a flexible dielectric base with a heating conductor and contact pads fixed to it. The heating conductor is made in the form of a track of a polymer conductive silver paste. The heating conductor may consist of several tracks between pads. The base of the electric heating element is in the form of a rectangle, the paths consist of straight sections and wave-like sections, and the straight-line sections are elongated along the long sides of the base, and the waves of the wave-like sections are oriented along the short sides of the base. Contact pads are located near one of the short sides and spaced to the long sides of the base.

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 визуально определить взаимосвязь участков дорожек.The implementation of the heating conductor in the form of a paste path narrows the scope of the possible use of the electric heating element, since the paste, having high ductility, is unstable in shape, so the track can be deformed even with a slight effect on it. In addition, the location of the tracks on the surface of the base in the considered structure has a rather chaotic appearance and, if necessary, it is difficult to visually determine the relationship between the sections of the tracks.

Задачей полезной модели является повышение универсальности использования электронагревательного элемента, а также оптимизация топологии нагревательного проводника.The objective of the utility model is to increase the universality of the use of the electric heating element, as well as optimizing the topology of the heating conductor.

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, решается тем, что каждая дорожка нагревательного проводника выполнена в виде узкой ленты из токопроводящего твердого материала, большая часть The indicated problem for a flexible electric heating element containing a flexible dielectric base with fixed contact pads and a heating conductor made in the form of several tracks between the contact pads, each track being at least partially formed by a wavy section, is solved by the fact that each track of the heating conductor made in the form of a narrow tape of conductive solid material, most

дорожек снабжена криволинейными участками, расположенными между концами центрального волнообразного участка и контактными площадками, причем волнообразные участки всех дорожек расположены рядами на поверхности диэлектрического основания в его центральной части.the tracks are provided with curved sections located between the ends of the central wave-like section and the contact pads, and the wave-like sections of all tracks are arranged in rows on the surface of the dielectric base in its central part.

Гибкое диэлектрическое основание выполнено преимущественно в виде вытянутой в длину четырехсторонней плоской фигуры с выпуклыми наружу линиями контуров сторон и скругленными углами между сторонамиThe flexible dielectric base is made predominantly in the form of a four-sided flat figure elongated in length with convex outward lines of the contours of the sides and rounded corners between the sides

Контактные площадки расположены предпочтительно около одной из длинных сторон и разнесены к коротким сторонам основания, около которых размещены криволинейные участки дорожек.The contact pads are preferably located near one of the long sides and spaced to the short sides of the base, near which curved sections of the tracks are placed.

Криволинейные участки дорожек, соединенные с одной контактной площадкой, расположены, как правило, параллельно друг другу около короткой стороны основания, повторяя форму ее кромки.Curved sections of tracks connected to one contact pad are usually parallel to each other near the short side of the base, repeating the shape of its edges.

Волны волнообразных участков ориентированы преимущественно вдоль коротких сторон основания.Waves of undulating sections are oriented mainly along the short sides of the base.

Волны волнообразных участков дорожек могут быть выполнены П-образными.Waves of undulating sections of tracks can be made U-shaped.

Каждая дорожка нагревательного проводника выполнена, как правило, из металла, в частности, из серебра или серебряного сплава.Each track of the heating conductor is made, as a rule, of metal, in particular of silver or silver alloy.

Контактные площадки выполнены преимущественно заедино с дорожками и из того же материала.The contact pads are made predominantly integrally with the tracks and from the same material.

Нагревательный проводник может быть составлен из восьми дорожек.The heating conductor may be composed of eight tracks.

Каждая контактная площадка, как правило, снабжена клеммой для соединения с электрической цепью.Each pad is usually equipped with a terminal for connection to an electrical circuit.

Гибкое диэлектрическое основание предпочтительно со стороны, обратной расположению нагревательного проводника, снабжено пленкой с клеевыми слоями на обеих сторонах.The flexible dielectric base is preferably provided on the side opposite to the location of the heating conductor with a film with adhesive layers on both sides.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна".The above set of features in comparison with the prior art allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "novelty."

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 The utility model is illustrated by the following drawings. Figure 1 presents a flexible electric heating element without electrical terminals, view of the plane of the base; figure 2 shows part of a flexible electric heating element at the place of attachment of the electrical terminal, view of the plane of the base; figure 3 shows part of the flexible

электронагревательного элемента по месту крепления электрической клеммы в продольном разрезе.electric heating element at the place of attachment of the electrical terminal in longitudinal section.

Гибкий электронагревательный элемент содержит гибкое диэлектрическое основание 1 с закрепленными на нем контактными площадками 2 и нагревательным проводником. Каждая контактная площадка 2, как правило, снабжена клеммой 3 для соединения с внешней электрической цепью. Нагревательный проводник выполнен в виде нескольких, например, восьми, дорожек 4 между контактными площадками 2, при этом каждая дорожка 4 по крайней мере частично образована волнообразным участком 5. Волны волнообразных участков 5 дорожек 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 всех дорожек 4 расположены рядами на поверхности диэлектрического основания 1 в его центральной части.A flexible electric heating element comprises a flexible dielectric base 1 with pads 2 fixed thereon and a heating conductor. Each pad 2 is typically provided with a terminal 3 for connection to an external electrical circuit. The heating conductor is made in the form of several, for example, eight, tracks 4 between the contact pads 2, with each track 4 at least partially formed by a wavy section 5. The waves of the wavy sections 5 of the tracks are made mainly U-shaped. Each track 4 of the heating conductor is made in the form of a narrow strip of conductive solid material, preferably metal, in particular silver or silver alloy. Most of the tracks 4 are provided with curved sections 6, located between the ends of the Central wave-like section 5 and the contact pads 2, usually made together with the tracks 4 and from the same material. The undulating sections 5 of all tracks 4 are arranged in rows on the surface of the dielectric base 1 in its central part.

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 могут быть расположены около одной из длинных сторон и разнесены к коротким сторонам основания 1, около которых размещены криволинейные участки 6 дорожек 4. Криволинейные участки 6 дорожек 4, соединенные с одной контактной площадкой 2, расположены параллельно друг другу около короткой стороны основания 1, повторяя форму ее кромки. Волны волнообразных участков 5 ориентированы преимущественно вдоль коротких сторон основания 1.The flexible dielectric base 1 is preferably in the form of an elongated four-sided flat figure with convex outward lines of the contours of the sides and rounded corners between the sides. The contact pads 2 can be located near one of the long sides and spaced to the short sides of the base 1, around which curved sections 6 of the tracks 4 are placed. Curved sections 6 of the tracks 4 connected to one contact pad 2 are parallel to each other near the short side of the base 1 repeating the shape of its edge. The waves of the undulating sections 5 are oriented mainly along the short sides of the base 1.

Гибкое диэлектрическое основание 1 со стороны, обратной расположению нагревательного проводника, может быть снабжено пленкой 7 с клеевыми слоями на обеих сторонах.The flexible dielectric base 1 from the side opposite to the location of the heating conductor may be provided with a film 7 with adhesive layers on both sides.

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.The electrical terminal 3 consists of a mounting part 8, fixed on the base 1 on the contact pad 2, and a connecting part 9. The mounting part 8 is connected to the base 1 by means of a rivet 10 located in the combined holes of the mounting part 8 and the base 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.In the manufacture of a flexible electric heating element on a flexible dielectric base 1, a heating conductor and contact pads 2 are fixed, made, for example, of metal foil. Based on the maximum temperature of the heated surface that is acceptable under the conditions of preventing injuries, the temperature of the heated surface is 85 ° C, taking into account the foil thickness of 10 μm ± 10% and knowing the conductivity of the foil material, it is possible to calculate, in accordance with Ohm's law, the width of the track 4 of the heating conductor, the number and length of tracks 4 for the electric heating an element used, for example, in rear-view mirrors of cars with a standard level of on-board voltage. In accordance with the data obtained, the topology of the tracks 4 of the heating conductor is formed on the surface of the base 1, limited by the geometric parameters of the mirror. Then, electrical terminals 3 are mounted on the contact pads 2 so that the opening of the mounting portion 8 of the terminal 3 is aligned with the hole of the base 1. A rivet 10 is placed in the formed through channel, which is flared at the ends on the opposite sides of the mounting portion 8 of the terminal 3 and base 1. Thus , on one side of the base 1, an electrical terminal 3 is fixed, forming an electrical contact with the contact pad 2 and the heating conductor. On the opposite side of the base 1 there is a film 7 with a first adhesive layer adjacent to the surface of the base 1. The adhesive layer on the opposite surface of the film 7 is intended for mounting a flexible electric heating element, for example, on the surface of a rear-view mirror, reflective.

Таким образом, разработанный электронагревательный элемент более универсален в использовании, а топология его нагревательного проводника рассчитана и оптимизирована.Thus, the developed electric heating element is more versatile in use, and the topology of its heating conductor is calculated and optimized.

Claims

1. A flexible electric heating element containing a flexible dielectric base with fixed pads and a heating conductor made in the form of several tracks between the contact pads, each track at least partially formed by a wavy section, characterized in that each track of the heating conductor is made in the form of a narrow tape of conductive solid material, most of the tracks are equipped with curved sections located between the ends of the cent ral undulating section and contact pads, and the undulating sections of all paths are arranged in rows on the surface of the dielectric base in its central part.

2. The flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the flexible dielectric base is made in the form of an elongated four-sided flat figure with convex outward lines of the contours of the sides and rounded corners between the sides.

3. The flexible electric heating element according to claim 2, characterized in that the contact pads are located near one of the long sides and spaced to the short sides of the base, near which curved sections of the tracks are placed.

4. The flexible electric heating element according to claim 3, characterized in that the curved sections of the tracks connected to one contact pad are parallel to each other near the short side of the base, repeating the shape of its edge.

5. The flexible electric heating element according to claim 3, characterized in that the waves of undulating sections are oriented along the short sides of the base.

6. The flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the waves of the undulating sections of the tracks are made U-shaped.

7. The flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that each track of the heating conductor is made of metal.

8. The flexible electric heating element according to claim 7, characterized in that each track of the heating conductor is made of silver or a silver alloy.

9. The flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the contact pads are made integrally with the tracks and from the same material.

10. The flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the heating conductor is composed of eight tracks.

11. The flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that each contact area is provided with a terminal for connection to an electric circuit.

12. The flexible electric heating element according to claim 1, characterized in that the flexible dielectric base on the side opposite to the location of the heating conductor is provided with a film with adhesive layers on both sides.