Wie Hersteller Stoßfestigkeit testen

Optiken wie Zielfernrohre und Schutzbrillen müssen extremen Belastungen standhalten. Hersteller testen diese mit standardisierten Verfahren, um Sicherheit und Langlebigkeit zu garantieren:

• Rückstoßtests: Simulieren Schussbelastungen, z. B. 1.000 G bei Zielfernrohren.
• Falltests: Stahlkugel-Tests prüfen die Widerstandsfähigkeit gegen Stöße.
• Temperaturschocktests: Testen Haltbarkeit bei Temperaturwechseln (-65°C bis +190°C).
• Standards: MIL-STD-810H, ISO 9022-3 und IK-Schutzklassen bewerten Belastbarkeit.
• Neue Technologien: Digitale Simulationen (FEA) und automatisierte Testmaschinen sparen Zeit und Kosten.

Mit diesen Methoden erfüllen Optiken strenge Normen wie ANSI Z87.1 oder MIL-STD-810H. Achte auf Zertifizierungen wie „Z87+“ oder IK-Klassen, um stoßfeste Produkte zu erkennen.

Gunfinder bietet geprüfte Produkte mit umfassenden Informationen und Filteroptionen, um die passende Optik zu finden.

Wichtige Standards für Stoßfestigkeit

Um die Qualität und Zuverlässigkeit von Optiken weltweit sicherzustellen, orientieren sich Hersteller an internationalen Standards. Diese bieten präzise Vorgaben für Stoßfestigkeitstests, damit Produkte auch unter extremen Bedingungen einwandfrei funktionieren.

Im Folgenden werden die wichtigsten Standards und ihre Besonderheiten näher beleuchtet.

MIL-STD-810H

Der MIL-STD-810H ist ein US-Militärstandard, der die Belastbarkeit von Geräten unter extremen Umweltbedingungen prüft, einschließlich mechanischer Stöße. Ziel ist es, sicherzustellen, dass Geräte ihre gesamte Lebensdauer unter den vorgesehenen Einsatzbedingungen überstehen.

Interessanterweise erreichen 75 % der militärischen Feldgeräte diese Zertifizierung. Das hat messbare Vorteile: Es reduziert Ausfallraten um 35 %, verlängert die Lebensdauer um 50 % und senkt Wartungskosten um bis zu 30 %.

Der Standard umfasst 28 Testmethoden, die je nach Produkttyp und Einsatzgebiet angepasst werden.

ISO 9022-3

ISO 9022-3 ist ein Standard speziell für die Prüfung optischer Geräte unter mechanischer Belastung. Er bewertet die Widerstandsfähigkeit optischer Instrumente und stellt sicher, dass ihre Leistungsfähigkeit durch mechanische Einflüsse nicht beeinträchtigt wird.

Die Einhaltung dieses Standards hilft Herstellern, die Zuverlässigkeit ihrer Produkte zu gewährleisten, Qualitätsvorgaben einzuhalten und das Risiko von Ausfällen zu minimieren. Besonders für Optiken wie Zielfernrohre ist dieser Standard essenziell, da er typische Belastungen im Einsatz simuliert.

IK-Schutzstandards

Die IK-Schutzstandards (EN/IEC 62262) bewerten den Schutzgrad von Gehäusen elektrischer Geräte gegenüber mechanischen Einwirkungen. Die Schutzklassen reichen von IK00 bis IK10, wobei höhere Werte für besseren Schutz stehen. Diese Tests sind entscheidend für die Sicherheit, Haltbarkeit und Qualität von Gehäusen.

Zusammen gewährleisten diese Standards, dass Optiken den härtesten Bedingungen standhalten – von extremen Temperaturen bis hin zu starken mechanischen Belastungen.

Gängige Testmethoden

Um sicherzustellen, dass Zielfernrohre und andere optische Geräte den Anforderungen im Einsatz standhalten, setzen Hersteller auf international festgelegte Standards und realitätsnahe Belastungstests. Diese Verfahren simulieren typische Belastungen und prüfen die Widerstandsfähigkeit der Produkte unter extremen Bedingungen.

Rückstoßsimulation

Die Rückstoßsimulation ist ein zentraler Bestandteil bei der Entwicklung und Prüfung von Zielfernrohren. Mithilfe spezieller Maschinen wird die Rückstoßkraft verschiedener Kaliber simuliert, um sicherzustellen, dass die Optiken den Belastungen standhalten können.

Ein Beispiel ist der Rückstoßsimulator von Vortex, der die Rückstoßkraft präzise nachbildet:

"Basically, a machine you put a Scope into that can be set to the recoil force of whatever you choose and it then simulates the movement rapidly - or at whatever rate you choose. I.e. set it to the impact recoil force of a .308 cartridge and to 1500 rounds (shocks) a minute."

Sightron testet seine Zielfernrohre mit 1.000 Schüssen auf einer Shock-Test-Maschine, die Kräfte von bis zu 1.000 G erzeugt. Holosun führt ähnliche Tests durch und prüft seine Visiere während der Entwicklung und Produktion ebenfalls mit 1.000 G Rückstoß. Darüber hinaus werden in Kanada zusätzliche Feldtests mit einer Mossberg 835 Ulti-Mag Schrotflinte durchgeführt, bei denen das Visier extremen Belastungen durch 3½"-Stahlschrot bei 472 m/s ausgesetzt wird.

Neben der Rückstoßsimulation kommen auch Sturz- und Temperaturschocktests zum Einsatz, um die Belastbarkeit der Optiken umfassend zu überprüfen.

Falltests

Falltests dienen dazu, die Widerstandsfähigkeit eines Produkts gegen Stöße durch plötzliche Stürze zu bewerten. Dabei wird das Produkt aus einer festgelegten Höhe auf eine harte Oberfläche fallen gelassen, um sichtbare Schäden, Funktionalität und strukturelle Integrität zu prüfen.

Ein gängiges Verfahren bei Optiken ist der sogenannte Stahlkugel-Test. Der ANSI-Standard sieht vor, dass eine 16-Gramm-Stahlkugel aus 127 cm Höhe auf die Linse fällt. Zenni Optical geht noch einen Schritt weiter und verwendet eine 67-Gramm-Stahlkugel aus derselben Höhe. Die Linsen dürfen dabei weder splittern noch reißen oder brechen.

Zusätzlich zu den Falltests wird optische Ausrüstung intensiven Temperaturschwankungen unterzogen, um ihre Belastbarkeit zu gewährleisten.

Temperaturschocktests

Temperaturschocktests sind unverzichtbar, um die Haltbarkeit von Materialien unter extremen Temperaturwechseln zu bewerten. Der TÜV SÜD beschreibt diese Methode folgendermaßen:

"Thermal shock testing is a critical method used to evaluate the durability and reliability of materials and products subjected to sudden and extreme temperature changes."

Bei diesem Verfahren wird das Testobjekt schnell wechselnden hohen und niedrigen Temperaturen ausgesetzt. Der TÜV SÜD testet dabei in einem Bereich von -65°C bis +190°C. Typischerweise umfassen diese Tests Temperaturwechsel von mindestens 15°C innerhalb einer Minute, wobei die Gesamtschwankungen oft über 100°C liegen.

Untersuchungen zeigen, dass durch solche Tests unterschiedliche Schadensmuster entstehen können – von kleineren inneren bis hin zu größeren äußeren Schäden.

Mit diesen vielseitigen Testmethoden stellen Hersteller sicher, dass optische Geräte selbst extremen Belastungen standhalten – sei es durch heftigen Rückstoß oder drastische Temperaturschwankungen.

Neue Testtechnologien

Heutige Testtechnologien machen physische Prototypen oft überflüssig, indem sie Stoßfestigkeit und andere Belastungen digital simulieren.

Finite-Elemente-Analyse (FEA)

Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) hat sich als ein Werkzeug etabliert, das Herstellern hilft, Schwachstellen in ihren Designs frühzeitig zu erkennen – noch bevor physische Prototypen entstehen. Diese computergestützte Methode simuliert, wie Materialien und Produkte auf reale Kräfte wie Vibrationen, Hitze oder Flüssigkeitsströmungen reagieren. Das Ergebnis: schnellere und präzisere Designanpassungen.

Ein großer Vorteil von FEA ist die Möglichkeit, Bedingungen zu simulieren, die in der Realität schwer nachstellbar oder gefährlich wären. Dabei wird das Modell in Tausende kleiner "Elemente" zerlegt, die miteinander verbunden sind. So lassen sich präzise Berechnungen zu Spannung, Dehnung und Verschiebung unter Belastung durchführen.

Czero, Inc. beschreibt die Stärken dieser Technologie so:

"FEA is a tremendous productivity tool that allows Czero to virtually test and analyze designs on a computer, predicting how a product will behave under real-world conditions like stress and strain, without needing to build physical prototypes, which saves time and money while helping to identify potential problems early in the design process and optimize the product's performance before manufacturing."

Ein weiterer Vorteil: Zeitersparnis. Während physische Tests oft Wochen oder Monate dauern, liefert FEA Ergebnisse in Stunden oder sogar Minuten. Zudem ist die Technologie nach der Anschaffung für eine Vielzahl von Produkten nutzbar und reduziert langfristig Entwicklungskosten.

Automatisierte Testmaschinen

Automatisierte Testsysteme haben die Genauigkeit und Effizienz bei Stoßfestigkeitsprüfungen auf ein neues Niveau gebracht. Sie liefern konsistente Ergebnisse, eliminieren menschliche Fehler und steigern die Produktqualität.

ZwickRoell, ein führender Anbieter solcher Systeme, hat weltweit über 700 automatisierte Testsysteme ausgeliefert und bringt jährlich etwa 40 neue Systeme auf den Markt. Diese Systeme amortisieren sich in der Regel innerhalb von zwei bis drei Jahren.

Die Vorteile dieser Technologie liegen auf der Hand: Automatisierte Systeme können rund um die Uhr ohne Aufsicht arbeiten und garantieren dabei eine gleichbleibend hohe Effizienz im Labor. Ingenieure können sich auf die Analyse und Optimierung der Testergebnisse konzentrieren, statt manuelle Tests durchzuführen.

Einige Beispiele für Unternehmen, die diese Systeme nutzen:

• Henkel (Deutschland) setzt sie für Zugfestigkeits- und Komponentenprüfungen ein.
• BASF (Korea) verwendet sie zur automatisierten Qualitätskontrolle.
• Tata Steel (Vereinigtes Königreich) nutzt sie für Zugfestigkeitsprüfungen.

Ein weiterer Vorteil ist die erhöhte Sicherheit, da menschliche Beteiligung an potenziell gefährlichen Tests minimiert wird. Automatisierte Systeme ergänzen digitale Simulationen und ermöglichen eine nahtlose Integration in moderne Testmethoden. Gleichzeitig sorgen sie für eine konsistente Datenerfassung und reduzieren Fehler, die bei manueller Handhabung auftreten könnten.

Schutztechniken

Moderne Schutztechniken wie Klebstoffstabilisierung und nanostrukturierte Beschichtungen verbessern sowohl die mechanische Stabilität als auch die optische Funktionalität, ohne den ökologischen Fußabdruck zu erhöhen. Dabei werden interne Linsenelemente verklebt und Klemmverriegelungen hinzugefügt, um die Mechanik zu vereinfachen.

Nanostrukturierte Beschichtungen bieten präzise Kontrolle über optische Eigenschaften. Sie steigern die Lichtabsorption, reduzieren Reflexionen und verbessern die spektrale Selektivität. Gleichzeitig setzt die Branche zunehmend auf umweltfreundliche Beschichtungen, die strenge Umweltauflagen erfüllen.

Intelligente Beschichtungen gehen noch einen Schritt weiter: Sie reagieren auf äußere Einflüsse wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Licht und passen ihre optischen Eigenschaften entsprechend an. Diese Technologie eröffnet neue Möglichkeiten, etwa für selbstregulierende optische Systeme.

Diese Schutztechniken ergänzen bestehende Methoden und bieten zusätzliche Optionen für widerstandsfähige und langlebige Optiken.

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So erkennst du stoßfeste Produkte

Die zuvor beschriebenen Test- und Zertifizierungsstandards sind die Basis, um stoßfeste Produkte zu identifizieren. Mit den folgenden Kennzeichnungen kannst du die geprüfte Qualität schnell und einfach erkennen.

Zertifizierungskennzeichnungen verstehen

Bei Schutzbrillen solltest du auf Markierungen wie „Z87“ oder „Z87+“ achten. Diese stehen für die ANSI-Z87.1-Konformität und sind bei Sicherheitsbrillen meist am Seitenbügel und bei Goggles am Dichtungsring angebracht.

Für militärische Anwendungen ist der MIL-PRF-31013-Test entscheidend, da er eine siebenmal höhere Aufprallenergie als ANSI Z87.1 erfordert. Militärische Ausrüstung, die diese Anforderungen erfüllt, findest du in der APEL-Liste des PEO Soldier.

IK-Schutzklassen geben dir einen klaren Überblick über die mechanische Stoßfestigkeit. Die Skala reicht von IK01 (0,15 Joule) bis IK10 (20 Joule). Zum Beispiel verwendet das EviKey NFC HSM ein Gehäuse mit IK10-Bewertung, um in Hochrisiko-Umgebungen standzuhalten.

Garantie- und Haltbarkeitsangaben beachten

Die Garantiebedingungen können Hinweise auf die getestete Stoßfestigkeit geben. Hersteller, die zertifizierte Produkte anbieten, bieten oft einen erweiterten Schutz gegen Stoßschäden.

Ein Beispiel: Das SPEC OPTICS PD2 RED DOT SIGHT hält 800g Gewicht und 500 Stöße aus. Das CVLIFE WildHawk wurde sogar mit 1.200G getestet, was die Anforderungen der meisten Anwendungen übertrifft. Auch das Vortex Crossfire II bewies seine Robustheit, indem es selbst nach einem Sturz auf Beton seine Null beibehielt.

Mit diesen Angaben kannst du schnell Produkte identifizieren, die deinen Anforderungen entsprechen – etwa auf Gunfinder.

Stoßfeste Produkte auf Gunfinder finden

Gunfinder bietet eine Vielzahl zertifizierter Optiken mit detaillierten Produktinformationen und relevanten Zertifizierungen. Dank der Filterfunktionen kannst du gezielt nach Eigenschaften wie Flugzeug-Aluminium-Konstruktionen, Stickstoff-Füllungen oder IPX7-Wasserschutz suchen .

Die Produktbeschreibungen enthalten präzise Angaben wie „wasserdicht, beschlagfrei, stoßfest mit einteiliger Okular-Konstruktion“ . Zusätzlich helfen dir Nutzerbewertungen, die tatsächliche Belastbarkeit einzuschätzen. Preisvergleiche sorgen dafür, dass du das beste Preis-Leistungs-Verhältnis für deine Anforderungen findest.

Fazit

Stoßfestigkeitstests sind entscheidend, um die Sicherheit und Langlebigkeit von Optiken zu gewährleisten. Mithilfe standardisierter Testverfahren wie MIL-STD-810H, ISO 9022-3 und den IK-Schutzklassen können Hersteller belegen, dass ihre Produkte selbst extremen Belastungen standhalten.

Optiken mit höheren IK-Bewertungen eignen sich besonders für anspruchsvolle Einsatzbereiche wie Baustellen oder Industrieanlagen. Die IK-Klassifizierung reicht von IK00 (kein Schutz) bis IK10 (sehr hoher Schutz) und bietet eine klare Orientierung, um das passende Schutzniveau für deine Anforderungen auszuwählen. Für Jagd- und Sportoptiken solltest du auf die ANSI Z87.1-Kennzeichnungen achten. Markierungen wie "Z87" stehen für grundlegende Stoßfestigkeit, während "Z87+" eine hohe Stoßfestigkeit signalisiert – eine hilfreiche Orientierung bei der Wahl des richtigen Produkts .

Produkte mit GS-Zertifizierung durchlaufen strenge Tests, die Haltbarkeit, Sicherheit und Widerstandsfähigkeit prüfen und so eine hohe Qualität garantieren. Neue Technologien wie die Finite-Elemente-Analyse und automatisierte Prüfmaschinen verbessern nicht nur die Testverfahren, sondern tragen auch zu einer optimierten Produktentwicklung bei.

Auf Gunfinder findest du eine Auswahl an zertifizierten, stoßfesten Optiken mit umfassenden Informationen und einem überzeugenden Preis-Leistungs-Verhältnis.

FAQs

Wie überprüfe ich, ob ein Produkt stoßfest ist?

Hersteller überprüfen die Stoßfestigkeit von Produkten durch gezielte Verfahren, darunter Falltests, bei denen ein Produkt aus definierten Höhen auf harte Oberflächen fallen gelassen wird. Zusätzlich kommen Verfahren wie der Pendelschlagtest oder der Charpy-Test zum Einsatz, um Schwachstellen zu identifizieren und die Belastbarkeit des Materials zu beurteilen.

Dabei ist es entscheidend, dass diese Tests den internationalen Standards wie den ISO-Normen oder spezifischen Richtlinien wie den IK-Schutzklassen entsprechen. Solche Normen garantieren, dass ein Produkt robust genug ist, um den alltäglichen Anforderungen standzuhalten. Beim Kauf solltest du darauf achten, dass die Stoßfestigkeit entsprechend zertifiziert ist – das sorgt für Zuverlässigkeit und eine längere Lebensdauer.

Warum sind digitale Simulationen und automatisierte Tests bei der Prüfung der Stoßfestigkeit so vorteilhaft?

Digitale Simulationen und automatisierte Tests bringen viele Vorteile mit sich, die traditionelle Methoden oft nicht bieten können. Sie liefern präzise und konsistente Ergebnisse, da sie unter genau kontrollierten Bedingungen ablaufen. Dadurch wird die Schwankung in den Testergebnissen minimiert, was den gesamten Entwicklungsprozess effizienter macht.

Ein besonders großer Pluspunkt ist die Zeitersparnis: Mit digitalen Simulationen lassen sich unterschiedlichste Belastungsszenarien in kürzester Zeit durchspielen. Automatisierte Testsysteme reduzieren zudem menschliche Fehler und steigern die Geschwindigkeit der Tests. Das bedeutet schnellere Markteinführung und geringere Kosten. Außerdem werden Schwachstellen bereits in frühen Entwicklungsphasen sichtbar, noch bevor physische Prototypen notwendig sind – ein klarer Vorteil, der die Qualität des Endprodukts erheblich verbessern kann.

Gerade bei der Prüfung der Stoßfestigkeit von Optiken und anderen Komponenten sind diese Technologien heute aus der Produktentwicklung nicht mehr wegzudenken.

Warum sind Zertifizierungen wie 'Z87+' oder IK-Klassen wichtig bei der Auswahl stoßfester Produkte?

Zertifizierungen wie „Z87+“ und IK-Klassen zeigen, dass ein Produkt rigorose Tests durchlaufen hat, um seine Stoßfestigkeit zu bestätigen. „Z87+“ weist auf einen geprüften Augenschutz hin, der speziell entwickelt wurde, um vor Stößen und anderen physischen Einwirkungen zu schützen. Die IK-Klassen geben Auskunft darüber, wie gut ein Produkt mechanischen Stößen standhält.

Produkte mit diesen Zertifizierungen bieten Dir ein Plus an Sicherheit und Zuverlässigkeit – besonders in anspruchsvollen Einsatzbereichen. Sie erleichtern es Dir, robuste und langlebige Ausrüstung auszuwählen, die den Herausforderungen Deiner Umgebung gewachsen ist.