Beschlagene Displays bei Echoloten

In einem früheren Artikel berichtete ich, dass die Beschlagbildung bei Echoloten in den meisten Fällen auf Produktionsmängel zurückzuführen ist. Meine, tiefergehenden Untersuchungen ergaben, dass es neben den Herstellungsfehlern ein grundsätzliches und daher unausweichliches physikalisches Phänomen die Hauptursache des Fogging-Problems sein kann.

Um das Fogging-Problem verstehen und beherrschen zu können, muss man sich mit der eigentlichen Entstehung aus der Sicht der Physik, konkret der Thermodynamik von Gasen auseinander setzen. Man kommt dabei zu dem Ergebnis, dass Fogging nur unter bestimmten Voraussetzungen entsteht und dass wir dabei selbst große Verantwortung tragen. Ausnahmen sind hierfür die Produktionsfehler des Herstellers, die bei der Massenproduktion logischerweise nicht zu vermeiden sind. Der Hersteller baut das Echolot druckfrei zusammen. Das heißt, der Druck des Schutzgases im Geräteinneren – in diesen Fällen Stickstoff – ist mit dem der Außenluft identisch. Die druckfreie Befüllung hat in der Produktion zahlreiche Vorteile. Sie ist wesentlich kostengünstiger und das eigentliche Verfahren ist einfacher. Diese Vorteile spiegeln sich im Kaufpreis im positiven Sinne wieder. Das Echolot wird also gefüllt und versiegelt. Sagen wir, unter Zimmertemperatur und unter der gegebenen Zeit herrschenden Luftdruck. Aber der böse Angler benutzt das Gerät unverschämter Weise nicht zu Hause im Zimmer. Er nimmt es nach draußen, sogar aufs Wasser mit. Zimmertemperatur Ade! Es ist Sommer, die Sonne scheint unermüdet und strahlt unser Gerät gnadenlos an. Das schwarze oder graue Gehäuse bewirkt, dass im Geräteinneren innerhalb kürzester Zeit Temperaturen von 50-60 Grad Celsius herrschen. Der Temperaturanstieg bedeutet an für sich kein größeres Problem. Die ziemlich einfache und robuste Elektronik und die Flüssigkristalle überstehen diese Wärme in der Regel problemlos. Parallel zur Erwärmung dehnt sich aber das warme Schutzgas enorm aus und attackiert sämtliche, für druckfreie Umgebung konstruierte Dichtungen. Mit dem Temperaturanstieg dehnen Gehäuse und Dichtungen selbstverständlich ebenfalls aus, bis zu dem Punkt der durch das eng konstruierte Gehäuse bestimmt bzw. zugelassen wird. Im Gerät herrschen alarmierende Zustände. Durch minimale aber doch entscheidende Verformungen ist das Gehäuse nicht mehr imstande, den thermodynamischen Prozessen entgegenzuwirken und es entstehen schwache Stellen an den Dichtungen, wo ein Teil des Gases wegen des Druckunterschiedes rasch entweicht. Durch dieses Entweichen sinkt der innere Gasdruck und die verminderte Belastung lässt die Dichtungen wieder funktionieren. Bis jetzt ist der Prozess zwar von geringer Bedeutung, er trägt jedoch die bevorstehende Katastrophe bereits in sich. Nach dem ein Teil des Gases entwichen ist, bleibt ein ausgedehntes aber dünnes, druckvermindertes Gas im Gehäuse. Die Sonne geht irgendwann unter. Durch die schnelle Temperaturabstieg am Wasser kühlt sich das Gerät und mit ihm aus das Gas im Inneren rapide ab. Das Volumen des Gases schrumpft genau in dem Maße in dem es in der Sonne ausgedehnt war. Der Prozeß läuft jetzt umgekehrt ab und wir haben unglücklicherweise weniger Gas im Gehäuse. Das dünne Schutzgas verursacht, dass im Geräteinneren eine Art Niedrigdruck entsteht. Die Dichtungen halten für eine gewisse Zeit die dickere Außenluft fern, genauso wie sie dem Entweichen des Schutzgases in der Erwärmungsphase bis zum Letzt standgehalten haben. Es kommt aber der Moment, wo in den Niedrigdruckraum frische, etwa 95 % relative Feuchtigkeit enthaltene Außenluft (Wir sind am, oder nah am Wasser!) strömt. Dieser Prozess, der die Grundlage des Beschlages bildet, ist zuerst nicht bemerkbar. Erst dann, wenn das Gerät erneut der starken Sonneneinstrahlung ausgesetzt wird und sich wieder abkühlt. Bei der Beschlagbildung müssen also folgende Voraussetzungen erfüllt werden:

1. Das Echolot muss sich stark erwärmt haben.
2. Es muss am Einsatzort sehr feuchte Luft in sich aufgenommen haben.
3. Der Erwärmung muss eine Abkühlung gefolgt haben
4. Der Beschlag entsteht erst dann, wenn das Gerät erneut eingesetzt wird und sich in dem Maße erwärmt, dass das kondensierte Wasser im Geräteinneren verdunsten kann.
5. Vorausgesetz, die Scheibe des Displays ist kühler als der Dampf im Inneren des Gerätes.

Ähnliches Prinzip gilt für die frostigen Temperaturen. Meine diesbezüglichen Überlegungen wurden von meiner ungarischen Bekannten, Frau Dr. Gabriella Szabados, die an der Technischen Fachhochschule in Lausanne Physik und Thermodynamik unterrichtet, in einem langen Telefongespräch weitgehend bestätigt. Wie ernst und gefährlich Fogging sein kann, entnehmen Sie aus dem folgenden Beispiel: Im vergangenen Jahr brachte uns (Think Big) Uli Beyer ein LCX-Gerät von Lowrance mit. Das Echolot sah aus, als ob in dem Innenraum einige 100 Gramm Sprengstoff explodiert gewesen wäre. Das Gehäuse war total verformt und aufgerissen. Im Inneren des 4000/8000 Watt Gerätes sammelte sich eine Menge Feuchtigkeit an, die nach dem Einschalten des Gerätes explosionsartig verdampfte und die Kiste in die Luft fliegen ließ. Die Dichtungen waren in dem Fall voll intakt. Nach Ulis Erzählung war die Explosion am Wasser weit zu hören. Herumfliegende Kunststoffteile hätten ihn ernsthaft verletzen können. Hier stellt sich die Frage: Wäre es nicht besser auf die Dichtungen ganz zu verzichten? Die verursachen lediglich, dass das Gerät nie im Leben austrocknet. Ohne Dichtung würde der Beschlag zwar sofort auftreten, aber innerhalb von Minuten wieder verschwinden, da das Gerät atmen könnte. Rein theoretisch könnten auch die Geräte mit Dichtungen mit der Zeit von selbst austrocknen, vorausgesetzt, die würden sich stark erwärmen und würden sehr trockene Luft einsaugen können. Am Wasser besteht allerdings wenig Chance, trockene Luft zu finden. Eine weitere und leider häufige Ursache ist, dass einige Kollegen mit reichlich Heimwerkerblut in den Adern, bei Funktionsstörungen des Gerätes zu schnell und unüberlegt zum Schraubenzieher greifen und die Kiste öffnen. Fataler Fehler! Ohne Gasfüllung ist die Beschlagbildung auf der Innenseite des Displays bei diesen Gerätekonstruktionen so gut wie vorprogrammiert. Eine Neubefüllung ist nicht zu vermeiden. Meiner Meinung nach kann das Fogging-Problem in diesen Gerätekonstruktionen nur bedingt gelöst werden, wenn der eindeutige Hinweis des Herstellers nicht eingehalten wird. „Das Gerät darf nicht starker Sonneneinstrahlung, unmittelbarer Wärme oder frostigen Temperaturen ausgesetzt werden!“ Der Hersteller träg in den meisten Fällen keine Schuld. Eine Konstruktion, die den Beschlag ganz ausschließen ließe, würde den Preis der Geräte unangenehm in die Höhe treiben. Schuld trägt hier neben uns die Physik. Die zur Gewährleistung aufzufordern, scheint mir allerdings ziemlich kompliziert zu sein. Die von mir durchgeführte Neubefüllung bringt in der Regel eine Lösung. Das reparierte Gerät enthält nach der Neubefüllung ein Gas, das über bessere thermodynamische Eigenschaften als Stickstoff verfügt. Dadurch wird der unangenehme aber unvermeidliche Prozess gebremst und die Entstehungsmöglichkeiten des Beschlages so gering wie möglich gehalten. Die Gesamtlösung liegt aber vorwiegend in Ihrer Hand. Gehen Sie sorgfältiger mit Ihrem Gerät um und halten Sie die Hinweise des Herstellers und Ihr Händlers streng ein! Weitere Infos unter