Alles, was Du schon immer über Fahrzeugbeleuchtung wissen wolltest
Lampenaufbau
Im Inneren der Lampe befindet sich ein Glühfaden aus Wolfram. Der Glaskörper ist mit einer speziellen Mischung aus Argon-, Xenon- und Halogenglas gefüllt. Der Druck des Gases im Inneren der Lampe ist ein bedeutender Faktor für die Lebensdauer - besonders bei Hochleistungslampen. Je höher der Druck, desto langsamer die Abnutzung des Glühfadens. Die heutigen Halogenlampen werden aus Quarzglas oder Hartglas hergestellt.
Farbtemperatur
Die Farbe einer Lichtquelle wird durch die Farbtemperatur in Kelvin (K) beschrieben. Sie leitet sich von der Temperatur eines schwarzen Strahlers ab, der Licht in einer mit der Lichtquelle vergleichbaren Farbe abgibt.
ECE-R37 (Glühlampen)
ist eine in Europa etablierte Regelung, die von den Vereinten Nationen beschlossen wurde.
Die ECE-Regelung R37 legt beispielsweise fest, wie viel Lumen ein bestimmter Lampentyp abgeben darf, welche Oberflächenabmessungen erforderlich sind, welche Art von Sockel vorhanden sein muss, welche Position der Glühfaden einnimmt usw.
Eine Kennzeichnung auf dem Sockel zeigt an, in welchem der ECE-Mitgliedsländer die Lampe getestet wurde, z.B. E1: Deutschland, E2: Frankreich, E3: Italien, E4: Niederlande etc.
Häufig gelangen Lampen auf den Markt, die zwar eine E-Kennzeichnung tragen, jedoch nicht den geometrischen Abmessungen gemäß der ECE-Regelung entsprechen. Wenn eine geometrisch fehlerhafte Lampe eingesetzt wird, treten zwei Phänomene auf: entweder extrem blendendes Licht für den Gegenverkehr oder eine um ca. 20 bis 30 m verkürzte Sicht des Fahrers.
Die ECE-Regelung legt ebenfalls fest, wie Fahrzeuglampen auf der Straße gemessen werden.
Messung der Lichtmenge
Licht wird in Lumen (lm) und Lux (lx) gemessen.
Lumen ist die Maßeinheit für den Lichtstrom, also die Menge des Lichtes, die von einer Lampe abgegeben wird.
Lux ist die Maßeinheit für die Beleuchtungsstärke und ein Maß für die Menge an Lumen, die eine Oberfläche erreicht.
Die Helligkeit eines Scheinwerfers wird in Lux bei einem festgelegten Abstand gemessen.
Helligkeit und Lebensdauer
Ein hellerer Glühfaden bedeutet eine kürzere Lebensdauer, aber eine längere Lebensdauer bedeutet weniger Licht.
Je höher der Druck im Glaskolben, desto kürzer die Lebensdauer. Aus diesem Grund wird oftmals Quarzglas für Scheinwerferlampen verwendet, da dies unter allen Glastypen die meisten Vorteile bietet.
Die Vorgabe für als hergestellten Lampen ist, dass sie bei 13,2 V betrieben werden. Der größte Feind im Hinblick auf die Lebensdauer einer Lampe ist Überspannung. Sogar bei 5 % Überspannung (13,86 V) verkürzt sich die Lebensdauer einer Lampe um die Hälfte.
In der Praxis bedeutet dies, dass alle Scheinwerfer im Winter (und wenn man mehr Kaltstarts mit folglich erhöhter Spannung durchgeführt werden) zusätzlichem Verschleiß unterliegen.
Beachten Sie, dass die Spannung der Batterie nicht mit der Spannung an der Lampenfassung übereinstimmt. Auf der Straße treten Anpassungen und Verluste auf, was bedeutet, dass die tatsächliche Spannung an der Lampenfassung für ein bestimmtes Auto gemessen werden muss.
Beachten Sie unbedingt, dass die Spannung an der Lampe zwischen den verschiedenen Fahrzeugmarken, -modellen und selbst einzelnen Autos enorm variieren kann.
Was ist Xenon?
(Gasentladungslampe)
Das Xenon-System besteht aus einer Lampe, einem Starter/Zünder und einem Vorschaltgerät.
Die Lampe enthält zwei Elektroden in einem Abstand von 4,2mm. Ein Lichtbogen wird zwischen den Elektroden mithilfe des Zünders gestartet, der Hochspannungsspitzen von 20 bis 25 kV erzeugt. Nach der Zündung übernimmt das Vorschaltgerät die Kontrolle über den Lichtbogen.
Der Unterschied zwischen D1/D2 und D3/D4 besteht darin, dass D3/D4 kein Quecksilber enthält und eine andere Betriebsspannung aufweist.
S= Scheinwerfer mit Linsensystem (D1S, D2S, D3S, D4S)
R= Scheinwerfer mit Reflektor (D1R, D2R, D3R, D4R)
Die Lampe ist mit einem Brenner und einem Sockel sowie einem integrierten Zünder konzipiert (D1). Bei der D2 befindet sich der Zünder am Vorschaltgerät. Alle Xenon-Lampen werden aus Quarzglas hergestellt und enthalten Xenon-Gase, die der Lampe ihren Namen verleihen. Im runden Teil der Lampe befinden sich die Elektroden sowie eine Reihe von "Salzpillen". Diese enthalten verschiedene Metalle, deren Aufgabe es ist, die Farbtemperatur der Lampe zu erzeugen usw.
Xenon-Scheinwerfer/ Bi-Xenon-Scheinwerfer
ECE-R99 (Xenon-Lampen)
Dies ist eine in Europa etablierte Regelung, die von den Vereinten Nationen beschlossen wurde.
Die ECE-Regelung R99 liegt beispielsweise fest, wie viel Lumen ein bestimmter Lampentyp abgeben darf, welche Oberflächenabmessungen erforderlich sind, welche Art von Sockel vorhanden sein muss, welche Position der Glühfaden einnimmt usw.
Die ECE-Regelung legt ebenfalls fest, wie Fahrzeuglampen auf der Straße gemessen werden.
Für Xenon-Lampen mit 35 W, die mehr als 2.000 Lumen bereitstellen, ist ein automatisches Ausrichtungssystem mit Scheinwerferwischern erforderlich, um andere Verkehrsteilnehmer nicht zu blenden.
Lichtmenge für Xenon und Farbtemperatur
Ein Xenon-System bietet ca. 3.200 Lumen und eine Farbtemperatur von ca. 4.100 bzw. 4.300 K bis 5.000 K, je nach Lampentyp.
Wenn das Licht eingeschaltet wird, entsteht ca. 2 bis 5 Sekunden lang ein starkes blaues Licht, das zu einem gelberen Ton übergeht. Die Farbtemperatur der Xenon-Lampe steigt an, wird weißer mit zunehmendem Alter und kann in der Endphase der Lampe einen rosa-/lilafarbenen Ton annehmen.
Xenon-Lampen bzw. -Scheinwerfer bieten derzeit im Hinblick auf die Lichtmenge das beste System.
Lebensdauer
Eine hochwertige Xenon-Lampe sollte ca. 3.000 Stunden halten. Allerdings kann dies nicht eins zu eins auf ein bestimmtes Fahrzeugmodel übertragen werden und daher variieren. Der Verschleiß einer Xenon-Lampe ist abhängig davon, wie häufig die Lampe eingeschaltet wird. Die Autobeleuchtung von Taxis hat demnach eine viel kürzerer Lebensdauer, wenn die Fahrer das Licht bis zu 100 Mal pro Tag ein- und ausschalten. In der Praxis bedeutet dies, dass die Lampe rund 2.500 Stunden hält.
Was ist LED und wie funktioniert es?
LED steht für Licht Emittierende Diode. Die Diode wird als elektronische Lichtquelle oben auf einem Kühlkörper angebracht, und in einigen Fällen befindet sich zum Verteilen des Lichtes eine Linse auf der Oberseite. Die Hitze der LED wird nach hinten und nicht nach vorne (wie bei einer normalen Lichtquelle) abgeführt.
Die LED wird elektronisch angetrieben. Während des Betriebs entsteht innerhalb des Halbleiterchips sehr große Hitze, die durch ein passives oder aktives Kühlsystem abgeführt werden muss.
Hinweis: Bei LEDs muss auf Polarität geachtet werden.
Lampenaufbau
Eine LED besteht in einem Stück aus einem Leuchtkörper und einem Kühlkörper.
Ein integrierter Lüfter am Ende sorgt für ständige Kühlung der LED.
Dort wo sonst die Glühwendel sitzt, befindet sich die hochleistungsstarke LED, wo sich der LED-Chip befindet. Dieser besteht aus zwei Schichten verschiedener Halbleitermaterialien.
Relativ mittig der LED sitzt der Zentrierring, der durch Drehung gegen den Uhrzeigersinn entriegelt und nach oben abgezogen werden kann.
Farbtemperatur und Lebensdauer
Die Farbtemperatur von LEDs liegt bei 5.800 bis 6.000 Kelvin und ist kaltweiß. Im Vergleich dazu hat unser Tageslicht ca. 5.500 Kelvin, je nach Tageszeit.
Bessere Sicht durch bessere Reflexionen von Fahrbahnmarkierungen und Schildern, mehr Kontrast, komfortableres Fahrerlebnis bei Nacht sind nur einige Vorteile. Weißes Licht sorgt zudem für eine verbesserte Aufmerksamkeit des Fahrers bei Nacht.
Im Vergleich zum gesetzlichen Standart von Halogenlampen haben LEDs bis zu 300% mehr Helligkeit.
Im Vergleich zu gesetzlichen Standart-Halogenlampen haben LEDs eine bis zu 6x längere Lebensdauer, also ca. 3.000 Stunden.
Auf LED umrüsten - Was ist zu beachten?
Die Umrüstung auf LED ist mit halogenbasierten Scheinwerfern, die mit H1, H4 oder H7 ausgestattet sind, möglich. Eine Umrüstung von Xenon auf LED ist nicht möglich.
Die H4-LED besitzt eine Doppelfunktion und deckt neben dem Abblendlicht auch immer das Fernlicht mit ab. Die H1-LED und die H7-LED sind hauptsächlich für das Abblendlicht zugelassen, in einigen Fahrzeugen kann aber auch das Fernlicht umgerüstet werden. Für das Standlicht hat man die Möglichkeit die W5W ebenfalls auf LED umzurüsten. Ob eine Umrüstung von Halogen auf LED möglich ist, kann man in der Kompatibilitätsliste (die Liste der zugelassenen Fahrzeuge) vom jeweiligen Hersteller nachschauen. In dieser Liste erhält man ebenfalls Informationen dazu, ob ein Adapterring oder ein CAN-Bus-Adapter für sein Fahrzeug benötigt wird.
Die Adapterringe werden nur für die Umrüstung/den Einbau von H7-LEDs benötigt.
Bei der Umrüstung auf LED kann es immer wieder zu Schwierigkeiten kommen, beispielsweise Fehlermeldungen/Warnmeldungen im Armaturenbrett oder ein Flacker,- und Dimmungsproblem der LEDs. Dies liegt an dem geringen Stromverbrauch der LEDs und wird von manchen Fahrzeugsicherheitssystemen als Ausfall der Lampe interpretiert. Es kann aber durch den geringen Stromverbrauch auch zu Stromschwankungen kommen, weshalb die Leistung der LED abfällt. Um dies zu beheben/verhindern gibt es einen CAN-Bus-Adapter, der an das Fahrzeugsicherheitssystem angeschlossen wird.