Im richtigen Licht

GRUNDLEGENDE BELEUCHTUNG Sehen und gesehen werden: Die Scheinwerfer­technik von Fahrzeugen erlebte in den vergangenen Jahren einen entscheidenden Wandel.

Zu den 36 Bewertungskriterien bei unseren Fahrzeugtests zählen unter anderem der Preis, der Verbauch, die Lenkung, das Handling, die Getriebeabstufung, die Leichtgängigkeit der Gangschaltung oder auch die Laufruhe des Motors. Die Beleuchtung fliesst aber ebenso in die Endnote mit ein. Dies ist ein wichtiger Aspekt, denn die Beleuchtung ist ein wesentliches Sicherheitselement eines jeden Autos. Die Scheinwerfer sind unabdingbar für eine optimale Sicht in der Dunkelheit oder bei Nebel und tragen so zu einer signifikanten Reduzierung des Unfallrisikos bei. Ein geringer Energieverbrauch hat ausserdem einen positiven Einfluss auf den Treibstoffkonsum der Fahrzeuge. Denn je weniger der Generator (oder die Lichtmaschine) beansprucht wird, umso geringer ist die Belastung des Motors. Dies alles sind gute Gründe, warum man beim Kauf eines Neufahrzeugs die verschiedenen Beleuchtungstechnologien sorgfältig gegeneinander abwägen sollte.

Von der Kerze zu Halogen
In den Anfängen des Automobils am Ende des 19. Jahrhunderts bestanden die Scheinwerfer aus einfachen Kerzen, die in der Folge rasch durch Karbidlampen ersetzt wurden. Seit dem Ersten Weltkrieg führte der bessere Schutz der Scheinwerfer gegen die äusseren Elemente und die Einführung der ersten Sechs-Volt-Batterien (für die Versorgung des elektrischen Anlassers, der die Handkurbel ersetzte) zum Einsatz der ersten Glühbirnen. Jahrzehnte später, zwischen den Jahren 1950 und 1960, stieg die Batteriespannung aufgrund der höheren Verdichtung der Motoren von sechs auf zwölf Volt. Das Ziel war dabei ein leichteres Anlassen des Verbrennungsmotors und natürlich eine grössere Leuchtkraft der Scheinwerfer dank der Zwölf-Volt-Technik.

In den 1960er-Jahren konnten aufgrund der Weiterentwicklung verschiedener Gase die ersten Halogen-Glühbirnen eingesetzt werden, bei denen der Wolfram-Glühfaden in einer mit Jod (oder Brom) gefüllten Röhre bis zur Weissglut erhitzt wird. Heute werden die Halogenbirnen von den Automobilherstellern immer weniger genutzt, sie haben aber weiterhin ihre Daseinsberechtigung in den günstigen Einstiegsmodellen. Die gängigen Produkte sind die Einfadenbirnen H1, H3 und H7 sowie die Doppelfadenbirnen H4 (für das Abblend- und Fernlicht), wie man in den Unterlagen des Touring Clubs Schweiz nachlesen kann.

Der Audi R8, der Ende 2000 auf den Markt kam, läutete eine neue
Ära der Scheinwerfer für Automobile ein: Die Ära des Designs.

Die Lichtausbeute dieser Lampen erreichen mit einer Spannung von zwölf Volt und einer Leistung von 55 (oder 60) Watt zwischen 1000 und 1550 Lumen. Das Halogenlicht funktioniert wie ein Heizkörper, denn die elektromagnetische Strahlung erfolgt über ein breites Wellenspektrum, das viel Hitze erzeugt. Die Lichtausbeute ist mit 22 bis 26 Lumen pro Watt und einem Wirkungsgrad von 2.5 bis 3.5 Prozent ziemlich gering.

Technologische Alternativen
40 Jahre später präsentierte BMW 1991 seine 7er-Serie erstmals mit Xenon-Scheinwerfern. Dabei handelt es sich um ein System, bei dem zwei Elektroden in einem Umfeld mit dem reinen Edelgas Xenon einen Starkstrom erzeugen. Hier wird das Licht nicht mehr von einem Glühfaden, sondern durch zwei Elektroden erzeugt, die einen elektrischen Bogen bilden. Bei diesem Vorgang steigt der Gasdruck in der Birne von 20 auf 100 bar. Mit dieser Technologie wird die Lichtstärke mit 85 Lumen pro Watt im Vergleich zum Halogenscheinwerfer mehr als verdreifacht. Auch der Wirkungsgrad verbessert sich auf rund sieben Prozent, das ist immerhin das Doppelte einer Halogenlampe. Die Lichtstärke dieser Scheinwerfer beträgt 2800 bis 3200 Lumen bei einer Spannung von zwölf Volt und einer Leistung von 35 Watt. Nach seinem Höhenflug bis vor zehn Jahren verliert Xenon-Licht zugunsten energiesparender Lösungen wie der LED-Technologie immer mehr an Bedeutung.

Abhängig von Hersteller und Material
Schon kurz nach seiner Markteinführung erfreute sich das LED-Licht (engl. light-emitting diode, Licht emittierende Diode) grösster Beliebtheit. Es passt besser in eine energieschonende Welt und glänzt durch einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad von zwischen vier und 20 Prozent, abhängig von Hersteller und Material. Eine LED besteht aus seiner Diode, also einem Halbleiter-Element. Bei direkter Funktionsweise wird Energie freigesetzt, die weder Infrarot- noch Ultraviolettstrahlung und überhaupt keine Hitze emittiert. Die Kehrseite der Medaille ist allerdings eine relativ aufwendige Steuerelektronik für die korrekte Funktionsweise der LED. Zwar erhitzt sich die Diode kaum, benötigt aber trotzdem eine Kühlung für den integrierten Chip.

Zukunft aus Laser und OLED
Die Laser-Scheinwerfer gibt es auf Wunsch im Audi R8 der zweiten Generation und im (nicht mehr produzierten) BMW i8. Hier werden die herkömmlichen Lichtdioden durch Einheiten mit einem Ultralicht-Laserbündel ersetzt. Ob diese sich so durchsetzen werden wie die LED-Technologie, ist allerdings fraglich, der Grund dafür sind die zu hohen Kosten. Das spricht wiederum für OLED (engl. organic light-emitting diode). Diese aus der Smartphone- und Fernsehindustrie bekannte Grossserientechnologie unterscheidet sich radikal von herkömmlichen Leuchtdioden. Sie bestehen aus sieben übereinander angeordneten Schichten, von denen zwei als Elektroden fungieren. Die OLED emittieren ein immer konstantes Licht auf ihrer gesamten Oberfläche und bieten völlig neue Perspektiven im Automobildesign.

Scheinwerfer als Designelement
Abgesehen von der bekannten, sicherheitsrelevaten Funk­tion werden die Scheinwerfer mittlerweile zur echten Stylingsignatur. Sie sind wie gut geschminkte Augen eines Gesichts ein wichtiger Beitrag der Ästhetik eines Fahrzeugs. In der oft für ihren Konformismus getadelten Automobilwelt werden die Scheinwerfer so zu einem unverzichtbaren Element für die Persönlichkeitsgestaltung eines Autos.

Der unvergleichliche Charme eines runden Scheinwerfers mag heute nicht mehr modern wirken (der Citroën Ami 6 war das erste Auto mit rechteckigen Scheinwerfern). Aber der grosse Durchbruch beim Scheinwerferdesign geht auf das Jahr 2008 zurück, als die Europäische Union beschloss, dass Neufahrzeuge ab 2011 über ein obligatorisches Tagfahrlicht verfügen müssen. Aus diesem Zwang machten einige Marken wie Audi (wir erinnern uns an den Riesenerfolg der Lichtgirlande des ersten Audi R8) ein stylishes Alleinstellungsmerkmal. Mittlerweile bieten die meisten Autos auch im Niedrigpreissegment ihr eigenes, charakteristisches Lichtdesign. Es ist ein echter Quantensprung, dessen Möglichkeiten noch lange nicht ausgereizt sind.

Kostspielige Reparaturen

Die ersten Laternen erforderten ein zeitaufwendiges Nachstellen der Lampe – per Drehschraube in der Mitte des Laternenkastens. Im Laufe der Zeit wurde die Wartung der automobilen Beleuchtung jedoch immer einfacher. Xenon- und LED-Scheinwerfer sind so gut wie wartungsfrei, und das Risiko, dass ein Scheinwerfer ausfällt, ist gegen null gesunken. Die Entwicklungs- und Beschaffungskosten sind allerdings markant gestiegen, wie ein Blick in die Preislisten der Wunschausstattungen in der automobilen Oberklasse bestätigt.

Im Falle einer Erneuerung können die Preise ebenfalls extrem abschrecken, wie uns ein Kundendienstberater von Audi Olympic in Sitten erklärt: «Die Xenon-Scheinwerfer brauchen nicht als Ganzes ausgewechselt zu werden, da man die Birnen getrennt von der Optik austauschen kann. Die Gasentladungslampen sind mit 240 bis 270 Franken jedoch relativ teuer.» Zu diesem Preis kommt dann noch der Arbeitsaufwand hinzu: «Das Auswechseln erfordert je nach Modell mehr oder weniger viel Zeit. Wenn man etwas Ahnung von der Automechanik hat, dann kann man die Birne auch selber austauschen. Manchmal ist es jedoch schwierig, an die Birne heranzukommen, denn es müssen je nach Modell zahlreiche Elemente vorher ausgebaut werden. Bei einem Q5 zum Beispiel muss man erst den vorderen Stossfänger abnehmen, dann den Scheinwerfer ausbauen und kann erst danach die Birne erreichen. Das ist nur ein Beispiel unter vielen anderen. Generell kann man sagen: Je grösser das Modell und je leistungsstärker der Motor, desto zeitaufwendiger wird die Reparatur.»

Je nach Fahrzeug ist der Austausch eines Scheinwerfers mehr oder weniger kompliziert

Bei den LED-Leuchten ist die Rechnung noch gesalzener: «Bei LED-Technik muss der gesamte Scheinwerfer ausgewechselt werden. Der Preis dafür liegt zwischen 1800 und 4000 Franken, je nach Automodell.» Manchmal ist aber nur «die elektronische Steuereinheit betroffen», so die Erläuterungen des Kundendienstberaters. Und weiter sagt er: «Die theoretische Lebensdauer ­einer Xenon-Birne ist genauso hoch wie die des Fahrzeugs, aber in Wirklichkeit hängt das von den Vibrationen, den Temperaturschwankungen und den Schlägen auf den Stossfänger ab. Nach meiner Erfahrung hält eine Xenon-Birne zwischen 70 000 und 130 000 Kilometer. Diese Kilometerleistung schwankt stark je nach Benutzung des Fahrzeugs. Die Birne eines Autos, das vorwiegend auf der Autobahn gefahren wird, hält länger als die eines ­Autos, das viel in Kurven und über zahlreiche Schlaglöcher unterwegs ist. Grund: Xenon-Scheinwerfer reagieren ziemlich empfindlich auf even­tuelle Risse.»

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