Mechanischer Schock
Umweltsimulationstest Mechanischer Schock

Stoß resisitente Touchscreens

Unter einem mechanischen Schock versteht man einen kurz andauernden, einmaligen Beschleunigungsimpuls in eine Richtung.

Stoßprüfungen sind bei Touchscreens von hervorgehobener Bedeutung, insbesondere für Outdoor-Anwendungen wie Ticketautomaten oder Bankautomaten.

Das Problem des Vandalismus ist bei diesen Geräten besonders evident. Durch eine spezielle Konstruktion wie z.B. bei dem patentierten Glas-Film-Glas Touchscreen unter Verwendung von speziellen Oberflächen wie z.B. Micro-Glas, Verbundglas oder chemisch gehärteten Substratglas entstehen besonders robuste und stoß resistente Touchscreens. Mechanischem Schock unterliegen jedoch auch mobil eingesetzte Geräte die beim unsanften Aufsetzen am Boden oder Herunterfallen schockförmig beansprucht werden.

Mechanische Schocktests

Mit der Durchführung von mechanischen Schocktests sollen Bedingungen an Touchscreens getestet werden, die beim Transport oder späteren Einsatz auftreten können.

Das Augenmerk der Prüfung ist dabei auf eine eventuelle Verschlechterung der Eigenschaften gerichtet. Die Belastungen sind hierbei im Allgemeinen höher gewählt als beim realen Einsatz erwartet.

Charakterisiert wird der Schockimpuls durch die Angabe der

  • Höhe des Impuls,
  • nominelle Dauer des Impuls,
  • die Anzahl auftretenden Schocks.

Es ist zu beachten, dass die Form des Impulses ein entscheidendes Merkmal im Testverfahren darstellt.

Mögliche Formen für Schocktests sind folgende:

  • der Halb-Sinus-Schock,
  • der Dreieckschock,
  • der Sägezahnschock,
  • der trapezförmige Schock.

Die beim mechanischen Schock auftretenden Beschleunigungen sind im allgemeinen wesentlich höher als die Beschleunigungen, die von normalen Vibrationen herrühren. Die Schlagfestigkeit des Touchscreens ist in vielen Einsatzbereichen ein äußerst wichtiger Faktor.

Das in diesem Zusammenhang sind zwei Umweltsimulationstest relevant:

  1. Der Kugelfalltest
  2. Der Falltest

Der Kugelfalltest

Der Kugelfalltest dient der Prüfung zur Bestimmung des Einringwiderstands und der Flexibilität der Oberfläche eines Touchscreens bei schneller Verformung.

Bei Kugelfalltest wird geprüft nach den folgenden Normen:

  • ISO 6272-1,
  • DIN/ISO 6272-2,
  • ASTM D2794,
  • ASTM G14,
"Interelectronix ist spezialisiert auf die Konstruktion von besonders robusten und schlagfesten Touchscreens, die sehr hohen Schockimpulsen standhalten." Christian Kühn, Geschäftsführer

Zu benennen ist der patentierte ULTRA Touchscreens, dessen standardmäßig verwendete Glasoberfläche aus Borosilikatglas ohne weitere Verstärkung oder Härtung einer Krafteinwirkung von 5,74 Joule widersteht.

Der Falltest

Der zweite Test der mechanischen Umweltprüfungen ist der Falltest. Beim Falltest handelt es sich um einen Vorgang der Kurzzeitdynamik mit extremen Nichtlinearitäten in der Belastung, dem Werkstoffverhalten, dem Kontakt und der Deformation.

Alle Geräte mit Touchanwendung die herunterfallen (z.B. mobile Anwendungen, Handhelds) oder umgestoßen werden können (z.B. Tischgeräte, Diagnosegeräte) sind diesbezüglich zu qualifizieren.

Transportschäden reduzieren

Der Falltest wird auch allen Geräten mit Touchscreens empfohlen die an ihre Abnehmer versendet werden. Stellt sich beim Falltest heraus, dass Transportschäden schon bei relativ niedrigen Fallhöhen eintreten ist die Wahrscheinlichkeit, dass beim Versand Schäden auftreten sehr hoch.

Der Falltest sollte bereits bei der Entwicklung und Konstruktion eines Touchscreens berücksichtigt werden. Eine frühe Umweltsimulation liefert bereits in der Konzeptphase wertvolle, weil frühe Hinweise für die weitere Konstruktion und spart eine Vielzahl teurer Prototypen und aufwändige Realtests.

Wird der Falltests erst am Ende der Produktentwicklung durchgeführt, zieht dies möglicherweise erhebliche Folgekosten nach sich.

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