Die Eigenschaften und die Lebensdauer der verschiedenen Autolichter

Die Lebensdauer der verschiedenen Autolichter zu kennen, ermöglicht es Ihnen, den Austausch dieses Zubehörs vorauszuplanen. Das bietet dem Fahrer mehr Sicherheit, insbesondere wenn er nachts unterwegs ist. Beachten Sie, dass diese Lebensdauer nicht bei allen Lampentypen gleich ist. Sie variiert je nach Technologie, Bedingungen, Häufigkeit und Dauer der Nutzung sowie der Fertigungsqualität. Sie sollten daher aus den zahlreichen Modellen die am besten geeignete Lampentechnologie auswählen: Halogen, Xenon oder LED. Hier erfahren Sie, was Sie darüber wissen sollten.

Halogenlampen

Die Halogenscheinwerfer sind herkömmliche Glühlampen. Sie sind das älteste und beliebteste Modell. Sie funktionieren wie die Lampen in Wohnhäusern und erzeugen Licht mithilfe eines Glühfadens.

Die Halogenlampe besteht aus einer Glaskapsel. Im Inneren ermöglicht ein Gas namens „Halogen“ sowohl eine Erhöhung der Innentemperatur als auch eine chemische Verbindung mit dem Wolfram, um ein helleres Licht zu erzeugen. Im Herzen der Lampe befindet sich ein geradliniger Wolframfaden, der aus mehreren Windungen besteht, die über eine vorgegebene Länge und einen vorgegebenen Durchmesser angeordnet sind, abhängig von der Lebensdauer und Leistung der Lampe: 35w, 55w, 60w, 65w, 100w usw. Unter Spannung setzt der spiralförmige Glühfaden dem elektrischen Strom einen hohen Widerstand entgegen, wodurch er sich erhitzt und schmilzt. Die Wolframdämpfe erzeugen in Verbindung mit dem Halogengas so ein sehr starkes Licht.

Die herkömmliche Glühlampe ist eine Technologie, die in der Automobilindustrie zunehmend verschwindet. Tatsächlich erzeugt der Glühfaden etwa 90 % Verlustwärme und nur 10 % Licht. Die Halogentechnologie erleidet aufgrund roter und infraroter elektromagnetischer Wellen große Energieverluste. Dieses Phänomen ist für ihren hohen Stromverbrauch und ihre kurze Lebensdauer verantwortlich. Diese traditionellen Glühlampen haben eine Lebensdauer von 200 bis 600 Stunden. Beachten Sie, dass Halogenlampen außerdem sehr empfindlich sind und Stöße und Vibrationen schlecht vertragen.

Xenonlampen

Unter den verschiedenen Autolichtern werden Xenonlampen überwiegend in Fahrzeugen der Oberklasse verwendet. Im Gegensatz zu Halogenlampen besitzen Xenonlampen keinen Glühfaden. Sie verwenden Xenongas anstelle eines Halogengases wie Jod oder Brom. Xenon ist ein auf der Erde sehr seltenes Gas aus der Familie der Edelgase, das bei den meisten chemischen Reaktionen inert ist.

Die Xenonlampe, auch Entladungslampe genannt, funktioniert auf komplexe Weise und kann nicht ohne ein elektronisches Steuergerät namens „Vorschaltgerät“ betrieben werden. Dieses ist mit einem Sicherheitssystem ausgestattet und dient als verstärkender „Starter“ und elektronischer Regler. Beim Einschalten der Lampe erzeugt das Vorschaltgerät eine elektrische Entladung von etwa 25 000 Volt, die zwischen den beiden Elektroden angelegt wird. Es entsteht ein Lichtbogen, der das in der kleinen Glaskugel eingeschlossene Xenongas entzündet und ihm so seine besondere, leicht bläuliche Lichtfarbe verleiht. Ein Strom von 85V wird aufrechterhalten, um den Lichtbogen mit der vorgegebenen Leistung zu erhalten. So lässt sich die Leistung variieren, um ein mehr oder weniger weißes Licht mit einem leichten Blaustich oder sogar Violettstich zu erzielen, je nach Stärke des angelegten Stroms.

Das erklärt die natürliche Färbung von Xenonscheinwerfern, da sie im Gegensatz zu Halogenlampen, die eher gelbes Licht abgeben, blaues Licht ausstrahlen. Bei Halogenlampen wird die bläulich-weiße Lichtfarbe mithilfe eines farbigen Filters erzielt, der werkseitig um die Lampe herum angebracht wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Xenonlampen eine komplexe Technologie darstellen, die zu ihrer Zeit jedoch eine echte Revolution war, sei es in Bezug auf Energieeffizienz, Leistung oder Lichtfarbe. Ihre Lichtfarbe ähnelt dem Tageslicht, im Gegensatz zu der einer Halogenlampe. Die Xenonlampe verliert keine Energie durch das Erhitzen eines Wolframfadens: Sie erzeugt lediglich einen Lichtbogen, um das Xenongas zu entzünden, was einen geringeren Stromverbrauch erfordert. Xenonscheinwerfer halten daher länger als Wolfram-Halogenlampen: Xenon etwa 1 000 bis 2 500 Stunden, gegenüber nur 200 bis 600 Stunden bei einer Halogenlampe.

Die wichtigste Eigenschaft von Xenon ist seine Lichtintensität von 3 000 Lumen bei einem minimalen Stromverbrauch von 35 W, gegenüber nur 1 500 Lumen bei einer Halogenlampe mit einem Verbrauch von 55 Watt. Die Xenontechnologie bietet dem Fahrer eine bessere Sicht und einen klareren Lichtstrahl. Beachten Sie, dass Xenonscheinwerfer zwar eine gute Energieeffizienz aufweisen, aber große elektromagnetische Verluste erleiden, insbesondere im violetten und ultravioletten Bereich.

Verschiedene Autolichter: LED-Lampen

LED ist die Abkürzung des englischen Ausdrucks „Light-emitting diode“, auf Deutsch „Leuchtdiode“. Eine LED-Lampe ist ein optoelektronisches System, das Licht aussendet, wenn elektrischer Strom hindurchfließt. Es wandelt elektrische Energie in Licht mit einer präzisen spektralen Strahlung um. Im Gegensatz zu Xenon und Halogen liegen alle von der LED ausgesandten elektromagnetischen Wellen im für das menschliche Auge sichtbaren Spektrum.

Die Ursprünge der LED-Scheinwerfer

Ursprünglich waren Scheinwerfer mit LED-Technologie hyper-sportlichen und ultra-luxuriösen Autos vorbehalten: Audi, Lexus usw. Manchmal wurden sie ausschließlich für Tagfahrlichter, Blinker, Rückfahrscheinwerfer und Bremslichter verwendet. Seit 2020 kommen sie jedoch zunehmend auch in sogenannten „Standardfahrzeugen“ zum Einsatz. Immer mehr Fahrzeuge bieten die Full-LED-Option an, das heißt, die gesamte Fahrzeugbeleuchtung ist mit LEDs ausgestattet. Angesichts des Potenzials der LED-Technologie ist diese Entwicklung nachvollziehbar. Sie bietet eine der weltweit höchsten Lichtausbeuten, eine Reaktionszeit im Millisekundenbereich und eine hervorragende Optik. Der einzige Nachteil für die Hersteller: Die Kosten sind höher als bei einem Fahrzeug mit Halogenlampen.

Seit der Verbreitung von LEDs und dank technischer Fortschritte haben LED-Autolampen einen echten Sprung nach vorn gemacht. Sie sind nicht mit den ersten auf den Markt gebrachten LED-Lampen zu vergleichen! Erinnern Sie sich an die ersten LED-Generationen, die als Nachrüstlösungen verkauft wurden. Diese LED-Lampen waren mit COB-Chips (Chip on board) ausgestattet, die eine hohe Lichtausbeute boten (100 Lm/W). Dennoch erzeugten sie bei Abblend- oder Fernlicht keine gute Straßenausleuchtung, da der von den COB-Chips ausgestrahlte Lichtwinkel zu breit war.

Die meisten damals verkauften COB-LEDs machten denjenigen, die das Pech hatten, einem mit diesen LEDs ausgestatteten Auto zu begegnen, das Leben zur Hölle. Die Blendung war selbst bei Abblendlicht unvermeidlich! Das Licht war so diffus und unpräzise, dass es einen sehr großen Bereich bis hinauf zu den Baumkronen ausleuchten konnte, ohne dabei die wesentlichen Bereiche zu erhellen. Dies führte zu einer sehr geringen Lichtkonzentration auf der Straße, einer schlechteren Sichtbarkeit von Hindernissen, einer kürzeren Leuchtweite und dazu, dass die Hauptuntersuchung nicht bestanden werden konnte. Diese unbefriedigende Beleuchtung trug maßgeblich zum schlechten Ruf der Nachrüst-LEDs in ihren Anfangsjahren bei.

Die LED-Technologie heute

Heutzutage sind unter den verschiedenen Autolichtern die LED-Scheinwerfer von sehr hoher Qualität. Sie sind überwiegend mit CSP-High-Power-Chips der neuen Generation ausgestattet, von denen die meisten die Marke von 100 Lm/W überschreiten und bis zu 180 Lm/W erreichen. Die leistungsstärkste CSP-Technologie ist vom Typ PIG (Phosphor im Glas). Sie besteht aus ultraleistungsstarken und präzisen Mini-LED-Chips, die in eutektischer Verbindung auf einer hochwertigen PCB-Platine angeordnet sind. Ein reduzierter und genau definierter Lichtwinkel ermöglicht eine sehr präzise Ausleuchtung und eine extrem hohe optische Dichte. Eine echte Revolution in der Welt der Fahrzeugbeleuchtung.

Einige LED-Lampen erreichen einen sehr hohen Lichtstrom: bis zu 7 500 Brutto-Lumen und 3 900 Lumen unter realen Bedingungen gemessen, bei einem Stromverbrauch von nur 45 Watt. Zum Vergleich: Eine 100-W-Halogenlampe, die viel Strom verbraucht, liefert 2 200 reale Lumen. Die Lichtleistung eines 35-W-Xenons liegt bei etwa 3 000 realen Lumen, und einige aktuelle LEDs erreichen etwa 5 000 reale Lumen.

Wärmemanagement – eine echte Herausforderung

Die größte Herausforderung bei LED-Autolampen ist das Wärmemanagement. Im Betrieb erzeugt ein LED-Chip im Inneren viel Wärme. Ein bekanntes Phänomen, der sogenannte „Auger-Effekt“, leitet einen Teil der Energie in Form von Wärme ab. Bei leistungsstarken LED-Lampen ist dieses Phänomen noch ausgeprägter. Aus diesem Grund entwickeln Forscher im Labor zahlreiche Kühlsysteme, die in LED-Lampen integriert werden.

Je nach Lichtleistung der LED-Lampe gibt es zwei Arten der Kühlung:

• Passive Kühlung für LEDs mit geringer Leistung. Meistens verwenden sie ein Kühlsystem mit mehreren Aluminiumlamellen oder Kupfergeflechten mit sehr feiner Maschenstruktur.
• Aktive Kühlung für LEDs mit sehr hoher Leistung, bei der Lüfter in Verbindung mit „Cooling Tube“-Systemen mit supraleitender Flüssigkeitsleitung zum Einsatz kommen.

Der Schlüssel zur Maximierung der Lebensdauer einer LED hängt direkt von ihrer Fähigkeit ab, Wärme abzuführen. Eine gute Kühlung erhöht die Lebensdauer und Lichtleistung der LED. Wichtig ist, darauf hinzuweisen, dass LED-Lampen am langlebigsten sind. Ihre Lebensdauer beträgt 2 000 bis 5 000 Stunden. Das reicht für die gesamte Lebensdauer vieler Fahrzeuge aus, sodass Sie möglicherweise nie LED-Lampen austauschen müssen. Sie benötigen weniger Energie als herkömmliche Systeme, was ihren Einsatz attraktiv macht.

Halogen, Xenon oder LED – nun kennen Sie alle Eigenschaften und die Lebensdauer der verschiedenen Autolichter.