Beleuchtung

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Funktionsprinzip einer Glühlampe

Beim Einschalten einer Glühlampe fliesst Strom durch einen Leiter (Leuchtdraht) und bringt diesen zum Glühen. Dabei strahlt dieser elektromagnetische Wellen ab, die größtenteils im nicht sichtbaren Infrarotbereich (Wärme) und zu einem geringeren Teil (max. 5%) im sichbaren Bereich (Licht) liegen. Der Leuchtdraht ist üblicherweise aus Wolfram, da dieses Material einen hohen Schmelzpunt ca. 3.422° Celsius (3.695° Kelvin) hat und somit den entstehenden und gewünschten Temperaturen standhalten kann. Diese liegen zwischen 1.500° und 3.000° Celsius (1773° - 3273° Kelvin). Da Wolfram ein Kaltleiter (kalt=geringer Widerstand, warm=hoher Widerstand) ist, fliesst nach dem Einschalten ein hoher Strom, der durchaus das 15-fache des Betriebsstroms sein kann, und der mit steigender Erwärmung abnimmt und die Lampe somit heller werden lässt. Das ist der Grund warum Lampen meistens beim Einschalten kaputt gehen und erst nach kurzer Betriebsdauer die maximale Leuchtkraft entwickeln.

Die Farbtemperatur einer Glühlampe liegt ca. 70° Kelvin höher als die des Glühfadens und liegt in der Regel zwischen 2.300° und 2.900° Kelvin. Eine Hochleistungs-Halogenbirne für den KFZ Bereich kann auch deutlich darüber liegen, es finden sich hier Werte bis 3.500° Kelvin. Damit erreichen diese Lampen nicht das Tageslichtniveau welches je nach Sonneneinstrahlung zwischen 5000° - 7000° Kelvin liegt.

Glühlampen im KFZ Bereich sind tatsächlich für einen höhere Spannung als die Nennspannung von 12 V ausgelegt, da die tatsächliche Spannung während des Betriebs bis zu 14 V betragen kann. Die Herstellerangaben zu den Glühlampen sind gemäß der ECE Richtlinie bei 13,2 V erfasst worden.

Halogenlampen

Für das Abblend- und Fernlicht kommen wegen der notwendigen Lichtausbeute oftmals Halogenleuchten zum Einsatz. Ihre Bauform und die Gasfüllung lassen deutlich höhere Temperaturen als bei normalen Glühlampen, bei einer Lebensdauer von immer noch mehreren hundert Stunden zu. Sie sind also heller als normale Glühbirnen bei gleicher Spannung.

Höhere Lichtausbeute und Lebensdauer

Verhältnis Spannung zu Helligkeit/Farbtemperatur

Um eine Lampe nun heller scheinen zu lassen, bzw, die Lichtausbeute zu erhöhen, muss die Temperatur des Glühfadens durch Spannungserhöhung, gesteigert werden. Dadurch wird mehr zugeführte Energie vom langwelligen Infrarotbereich in den kurzwelligeren sichtbaren Bereich verschoben. Die Lichtausbeute wird in Lumen pro Watt (lm/W) gemessen und liegt bei Halogenlampen bei 22-26 lm/W.

Der Temperaturanstieg führt jedoch zu einer drastischen Verkürzung der Lebensdauer. Eine Erhöhung der Spannung um 5% über die Betriebsspannung bring ca 25% mehr Helligkeit, reduziert aber die Lebensdauer um ca. 50%. Bei einer Erhöhung der Spannung um 20% erreicht man die doppelte Helligkeit (+100%), die Lebensdauer verkürzt sich jedoch um 95%.
Systeme, die eine höhere Spannung an den Lampen ermöglichen, z.B. durch einen größeren Leitungsquerschnitt, verkürzen also auch immer die Lebensdauer, bei vergleichsweise geringem Lichtzuwachs. Ein Vergleich zwischen unterschiedlichen Fahrzeugen ist hier immer sehr schwer, da weitere Faktoren, die höchst individuell pro Fahrzeug sind. Dazu zählen z.B. die Einschaltzyklen, Erschütterungen, Temperaturen, Brenndauer und die Sorgfalt beim Einbau. Beispiel:
Die 13,2 V Betriebsspannung der Glühlampen wird auf 14 V erhöht, eine Zunahme um ca. 6 %, was einer Leuchtsteigerung von 25%-30% entspricht. Die Lebensdauer verkürzt sich dann jedoch um 55%-60%,

Osram gibt für einige ihrer Lampen z.B. folgende Werte an:

Model	Leistung in Watt	Kelvin	Ausfall von 3% der Produktionsmenge (B3)	Ausfall von ca. 63,2% der Produktionsmenge (Tc1)
Cool Blue Intense	55	4.200	150 Std.	250 Std
Cool Blue Intense (großer Glaskolben)	60	3.900	110 Std	220 Std.
Night Breaker Plus	55	3.500	150 Std.	250 Std
Original Line	55	3.200	400 Std	650 Std.

Xenon Lampen

Xenon Lampen zählen nicht zu den Glühlampen sondern zu den Gasentladungslampen, denn sie haben keinen Glühdraht.

ECE Vorschrift

Die europäische Vorschrift zur Genehmigung von Leuchtmitteln (Glühlampen), Scheinwerfern und den Beleuchtungseinrichtungen in KFZ und Anhängern innerhalb der EU finden sich in den ECE Regelungen

• Scheinwerfer R1
• Rückstrahler R3
• Hintere Kennzeichenleuchte R4
• Sealed Beam Scheinwerfer R5
• Blinker R6
• Begrenzungslampen R7
• Halogen Scheinwerfer R8
• Nebelscheinwerfer R19
• H4 Halogen Scheinwerfer R20
• Rückfahrscheinwerfer R23
• SB Halogen Scheinwerfer R31
• Glühlampen R37
• Nebelschlussleuchten R38
• Scheinwerferreinigung R45
• Beleuchtungs- und Signaleinrichtungen R48
• Parkleuchten R77
• Tagfahrlicht R87
• Seitenmarkierungsleuchten R91
• Gasentladungsscheinwerfer R98
• Gasentladungslampen R99
• Asymmetriches Frontlicht R112
• Symmetrisches Frontlicht R113
• Abbiegelicht R119
• Adaptives Frontlicht R123

Dort werden die Maße, elektrischen und photometrischen Größen usw. festgelegt, die ein Leuchtmittel erbringen bzw. einhalten muss, um in der EU zugelassen werden zu können.

Abblendlicht

Das Abblendlicht ist die nach vorn gerichtete Beleuchtung zur Ausleuchtung der Straße. Die Entwicklung der Hell-Dunkel-Grenze ermöglichte die heute übliche starke Ausleuchtung der Straße und die Begrenzung der Blendung des Gegenverkehrs.

Das Abblendlicht muss für zweispurige Fahrzeuge entweder über

• zwei Scheinwerfer mit Abblend- und Fernlichtfunktion
• zwei Scheinwerfern mit Abblendlicht und zwei oder vier Schweinwerfer mit Fernlicht
• zwei Scheinwerfer mit Abblend- und Nebellicht und zwei Scheinwerfer mit Fernlicht

in weisser Lichtfarbe realisiert sein. Bei Scheinwerfern die Abblend- und Fernlicht in einer Lampe kombinieren, werden Halogenlampen mit zwei Glühfäden verwendet.

Lampentypen Frontscheinwerfer 12 V

Einsatz	Kategorie	Nennleistung in Watt	Lumen	Sockel
Abblend/Fern/Nebel (4 Scheinwerfer)	H1	55	1.550	P 14,5 e
Fern/Nebel	H3	55	1.450	PK 22s
Abblend/Fern	H4	60/55	1.650/1.000	P 43t - 38
Abblend/Fern/Nebel (4 Scheinwerfer)	H7	55	1.500	PX 26 d
Nebel/stat. Kurvenlicht	H8	35	800	PGJ 19-1
Fern	H9	65	2.100	PGJ 19-5
Abblend/Nebel	H11	55	1.350	PGJ 19-2
Nebel	H10	42	850	PY 20 d
Fern/Tagfahr	H15	55/15	1.350/260	PGJ 23t-1
Abblend (4 Scheinwerfer)	HB4	51	1.095	P 22 d
Fern (4 Scheinwerfer)	HB3	60	1.860	P 20 d

¹Tc gibt den charakteristischen Weibull Wert an, d.h. Ausfall von 63,2% einer in gleichbleibender Qualität gerfertigen Menge an.