DE1572651A1 - Elektrische Heizung fuer Austrittsfenster oder Frontlinsen optischer Geraete - Google Patents

Description

• Elektrische He izung,für Austrittsfenster oder Frontlinsen optischer Geräte Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizung für die Austrittsfenster oder Prontlinsen optischer Geräte. Die Verwendung optischer Instrumente, wie Ferngläser, Sichtgeräte, Zielgeräte usw. in Fahrzeugen oder Flugzeugen wird häufig dadurch erschwert, daß ihre Frontscheiben'beschlagen, wodurch die Sicht behindert wird, Das Beschlagen tritt danix &in.,.-xenn.iU.o,-Mamperatur den optischen Gerätes niedriger liegt als die Taupunkttemperatur der wasserhaltigen Umgebungsatmoophäre, In diesem Fall kondensiert der Wasserdampf auf der kühleren Oberfläche z.B. auch auf einer gegenUber « der Umgebung'kalten Frontscheibe oder Linse einen optischen Beo-Bei der Kondensation bilden sich in der iLeiel kleine Kondenswassertröpfchen, die bei der* Durchsicht eine stark@. allseitige Lichtbrechung hervorrufep. Verhindert man die Tröekohtftffl' bildung und läßt das Kondenswasser in einer gleichmäßigen Sohicht':-# aufkondensieren, so wird das Beaohlagen weniger störend und dde Betrachtungsobjekt ist gut erkennbar. Durch die unterech14d!iohen dicken Wasierfilme auf der Glasoberfläche, die als NPriemen kleiner Winkel" eine Lichtbrechung bewirken, wird jedoch das Bild mehr oder weniger verzerrt.
• Es sind Mittel bekannt, die in der geschilderten Art eine gleichmäßige Kondensation ohne Flüssigkeitströpfchen oder eine Quellutig. einer annähernd planparallelen Schicht durch Wasseraufnahine bewirken. (Kiarsichttücher mit einem Gehalt an Äthylendiglycol oder Glyzerin, Klarsichtscheiben für Gasmaskenfenster mit einer dünnen, in Wasser quellbaren Gelatineschicht).
• Diese Mittel werden nur dann angewandt, wenn es sich um eine Wasserkondensation an der Innenseite von Außenfestern Irandelt (Z.B. Autowindschutzscheibe, Gasmaskenfenster). Hierbei ist der Grund der liasserkondensation die Nachlieferung oder Konzentrationserhöhung von Wasserdampf innerhalb eines abgeschlossenen Systems. Optische Geräte enthalten zur Vermeidung dieser Kondensursache häufig Trockenpatronen,- die den Wasserdampf-Partialdurck sehr niedrig halten. Liegt die Ursache der Kondensation aber in einer plötzli - chen Wasserdampfdruckerhöhung verbunden mit einer Temperaturerhöhung außerhalb des Systems oder liegt die Temperatur des. Gerätes unter dein Taupunkt der gegebenen Atmosphäre,*-so kondensiert das Wasser von außen. In diesem Fall helfen die erwähnten Mittel, die die Tröpfchenbildung erschweren, wenig, weil sie meist wasserlöslich sind und in kurzer Zeit z.B. durch Regen abgewaschen worden, Zudem ist das Reinigen der Außenseitle der betreffenden Optik mit einen Klar-, sichttuch*Päufig aus der Natur der Anwendung der Geräte nicht abg-.# lich oder würde Wischspuren hinterlassen.
• De# Erfindung liegt die Aufgabe *zugrunde, eine Anordnung zu schaf-' . fen, welche das Beschlagen der Außenseite von Austrittsfenstern oder Frontlinsen optischer Geräte verhindert. Kondenzwasserabscheidungen an den Außenseiten von Austrittsfenstern oder Frontlinsen können verhindert werden, wenn man das Fenster oder die Linse über den Taupunkt der feuchten Umgebungsatmosphäre erwärmt. Auf die gleiche Art können feuchte Austrittsfenster oder Frontlinsen getrocknet werden. Von dieser Erkenntnis wird bei der Erfindung Gebrauch gemacht.
• Nach der Erfindung wird als Heizleiter eine dUnne Metallschicht auf Cen Glas- oder Quarzträger aufgebracht und zwar in Form eines Ringes, welcher in geringem Abstand vom äußeren Rand verläuft. Bei Einschalten der Ileizung-wird zunächst der äußere Rand der Scheibe oder Linse erwärmt. Die Wärme breitet sich allmählich von außen nach innen über die ganze Scheibe oder Linse aus, bis - abgesehen von einem geringen, durch die Wärmeabstrahlung bedingten Temperatur-Gradienten- die ganze Scheibe oder.Linse die gleiche Temperatur hat. Diese Temperatur kann so eingeregelt werden, daß sie nur wenig übe; der Umgebungstemperatur liegt, Das Aufbringen der Metallschicht erfolgt am bebten durch Aufdampfen im Hochvakuum. Zwar sind auch andere Arten des Aufbringens denkbar, z..B. Aufkleben. Doch hat sich das Aufdampfan in Vakuum als besonde,re haltbar und zweckmäßig erwiesen insbesondere deshalb, weil dadurch das heizende Metall in sehr dünner Schicht mit sehr-großer Auflagefläche aufgebracht werden kann, wodurch der Wärmeübergang auf die Unterlage verbessert wird. Um den optisch wirksamen Ra-um-des.Ge.rätes durch die-Belheizungs# vorrichtune weder in,seiner Transmission noch in seiner Homogenität,-zu bebinträchtigen, wird die Metallschicht zweckmäßigerweise in Form,-eines an einer'schmal.en Stelle unterbrochenen Ringes von einigen Mi-Ilimetern Breite ausgebildet. Der Ring-wird in.der Regel kreisförmig sein und wird,in d4esem. Falll,konzentrisch zur optischen Achse des Gerätes ang.eo-r!#n-i#-t.. Er kann aber auch, Insbesondere bei Austrittsfenstern rechteckigen oder quadratischen Querschnitt haben. Stets wird der Ring so angeordnet, daß er die optisch wirksame Zone den Fenstern oder der Linse umschließt.. Der Ring bleibt an einer Stelle'um wenige Millimeter geöffnet. Die Metallflä?-che verläuft dort radial zum Rand. Diese radial verlaufende Metallschicht wird mit je einer Elektrode dee Stromquelle verbunden. Bei lotrechten Austrittofenstern oder Frontlinsen genüg' es unter-Umständenwenn nur der untere Teil beheizt, wird, da-sich die-Wärme durch Konvektion von unten nach.oben fortpflanzt. Für Frontscheiben bestimmter Größe.dimensioniert man die auizudampfende Meta.11schicht nach Breite, Dibke und-Länge (gegeben durch den Umfang),* in der Weise, daß mit der zur VerfUgung stehenden Vor-.' sorgungesp,annung der gewünschte Wärmeeffekterzielt wird4 Der fUr die-erforderliche-Heizleistung notwendige Widerstand wird während der Bedampfung entweder direkt an der Metallschicht oder mit Hiife eines Vergleichswiderstandes gemessen. Die oben beschriebene Art der Beheizung der Austrittsfenster kann nicht auf beliebig große Durchmesser mit gleichem trirkungs-m grad angewandt werden, weil die Erwärmung der-Mittelzone der Frontscheibe von der beheizten Randzone a-us-durch Wärmeleitung inperhalb des Glases erfolgt, Wegen des sich einstellenden Temperaturgradienten vom beheizten Rand zur Mitte ist für eine Beheizung der Mittelzone bei steigendem Radius vom Mittelpunkt zur Heizschicht eine Erhöhung der Reiztemperatur erforderlich. In den Figuren sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt: Fig, 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer kreistörnigen. Linse# Fig. 2 bei einen Austrittsfenster von quadratiedhir Form,

  In Fig. 3 ist die Anordnung einer erfindungegewißen Heizung

  wiedergegeben, die sich nur Uber doä unteren Teil der-PIJKehe.-..

  er;treckt,

  Auf eine Glasscheibe mit der Randzöne 1 und der optJachen wirk- »

  samen Fläche 2 ist ein Notallring 3 aufgedampft. Der Notallring

  weist an einer Stelle einen Spalt 4 auf. Von den beiderseitigen

  Enden*führen 2 gerade Strecken 5, 15 radial zum Außenrand der

  Scheibe. Die radialen Arme 5, 15 erhalten an ihren Enden Nontakt-

  stellen 6/16, mit denen der Ring an die Stromquelle angeschlossen

  ißt. Der Heizring ist bei Fig. 1 kreisrund; bei Flg. 2 hat er die Form eines an den Enäen abgerundenen Quadrats. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 sind die Kontaktstellen 6/16 an die Seite verlegt. Die Heizleitung Ihat etwa U-Forn ist also unten geschlossen.
• Beispiel: Eine Glasscheibe mit einem Durchmesser von 76 m und einer Dicke von 3 mm wurde unter Verwendung einer Abdockmanke fUr die nicht zu bedampfende Fläche mit einem 8 mm breiten Metallring (Außenduro'hmesser 66 mm, Innendurchmesser 58 am) bestehend aus Nangan und Gold bis zum Erreichen eines elektrischen Widerstandes von 120 Ohm bedampft. Die Betrieboopannung den Gerätes be trug 24 Volt. Bei einem Stronfluß von Ol-2 A betrug die elektrische Leistung 498 v.

  Bei einer-Umgebungstemperatur von 20 - 22 0 C stellte sich nach

  einer Anheizzeit von 15 20 min ein Temperaturgleichgewicht ein&

  wobei die Temperatur den Heizringes 550 C und die den optisch

  wirksamen Mittiltelden'45 0 C betrug, Diese Temperaturen blieben

  innerhalb der PrUfzeit von 120 Stunden Innerhalb enger Toleranzen,

  die'durch geringe Schwankungen der Umgebungstemperatur bedingt

  waren, nahezu konstant.

Claims (2)

1. # PatentalisprÜche 1 Elektrische Ileizuller. für- die AiiLtri-Ltsf enster Moder> Frontlinsen optischer Geräte gekennzeichnet durch- - eine dürine-,-auf den Glas- oder (#utirzträ,«"rer aufgrebrachte-ringförr.,ige Metallschicht als Ileizleiter.
2. 2. Verfahren zum Aufbringen einer elektrischen Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß-die #Ibtallseliieht'-im Hochvakuum auf-dem Glas- oder Quarzträger'aufgedampft w - rd, 39 Elektrische 'Aleizung nach Ansprudi 1,* dadurch gekennieichne-t, die Form eines an einer schmalen Stelle von:einigen mm Breite hat, welche' in - der Nähe des äußeren Itandes der Linse oder des Austritts# fensters so angeordnet ist, daß er die optisch wirksame Zone Lüse oderges-Fensters umschließt ohne sie einzuengen 4. --Heizung nach den Ansprüchen 1 bis 3.fürrechtund-quadratische Fenster, dadurch,-gekennzeichnet, daß -,Ring ebenfalls rechteckige -oder quadratische Formen hat. 5. Elektrische Heizung nach den Ansprüchen.I,,bis"4,- insbesondere für lotrecht stehende Fenster oder Linsen, dadurch gekannzeichnet, daß nur die untere Hälfte des Heizringen auf dem Glas-oder Quarzträger aufgebracht ist. Elektrische Heizung nach den Ansprüchen 1 bis 5, da(lurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhr regelbar ist. Elektrische Heizung nach-den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus einer Haftschicht aus einem oder mehreren unedlen Metallern und einer Widerstandsschicht aus einem oder mehreren edlen ketellen besteht. Seitheriger Anspruch 4. Elektrische Heizung nach den AngprUchen 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Netallechicht aus Reizdrahtlegierungen (Konstanten, Manganin eto.) besteht.