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Scheinwerfer und Lampen - Moderne Lichttechnik für Ihre Sicherheit

Scheinwerfer eines Autos

Was unterscheidet Halogenlampen, Xenon-Leuchtmittel und LEDs? Wir bringen Licht ins Dunkel. (Bild: bgton @istockphoto.com)

Seit Glühlampen zum ersten Mal die Nacht erhellten, haben sich Autoscheinwerfer und Leuchtmittel rapide weiterentwickelt. Xenon-Brenner, die erst vor gut 20 Jahren großflächig bei Luxuslimousinen zum Einsatz kamen, haben z.B. den Sprung aus dem High-End-Segment noch nicht vollständig geschafft und werden dennoch in absehbarer Zeit durch moderne LED-Technik verdrängt. Wir wollen die Vor- und Nachteile der einzelnen Systeme erklären und wagen auch einen Ausblick in die Zukunft.

Halogenlampen - Das Standardlicht für jedes Auto

Eine Halogenlampe stellt eine Weiterentwicklung der typischen Glühlampe dar, d.h. eine Glühwendel wird durch elektrischen Strom durchflossen. Der hohe Widerstand des dünnen Drahtes im Vergleich zur Stromstärke führt zur Hitzeentwicklung, sodass elektrische Energie in Wärme und schließlich Licht umgewandelt wird. Der Unterschied zwischen einer Halogenlampe und einer normalen Glühlampe liegt zum einen in der Betriebstemperatur von bis zu 3100 K und die Zugabe des chemischen Elementes Iod. Iod gehört ebenso wie das früher verwendete Brom zu den Halogenen, die die Lebensdauer und die Lichtausbeute der Glühlampe erhöhen. Aufgrund der hohen Temperaturen strahlen die Lampen ein weißeres Licht ab, benötigen aber stabile Quarzglaskolben, um dem Druck standzuhalten. Die geringe Baugröße stellt einen großen Vorteil dar, denn Halogenlampen lassen sich praktisch überall und ohne aufwendige Steuerung einsetzen. Das macht sie günstig und problemlos austauschbar. Andererseits reagieren Halogenlampen empfindlich auf Verunreinigungen. So kann es z.B. durch Fingerabdrücke zu lokalen Temperaturerhöhungen kommen, die einerseits den Kolben schwärzen können und andererseits zum Springen des Glases führen. Fassen Sie Halogenlampen daher stets am Sockel an oder reinigen Sie mit fettlösenden Mitteln nach. Leuchtstarke Halogenlampen besitzen nur eine Lebensdauer von ca. 250 bis 400 Stunden, was im Normalfall aber einer Reichweite von ca. 30.000 Kilometern entspricht.

Xenon-Brenner - Edelgas für eine tagesähnliche Lichtfarbe

Im Gegensatz zu Glühlampen gibt es bei Xenon-Brennern keine Glühwendel. Es handelt sich stattdessen um Gasentladungslampen, d.h. zwischen zwei Elektroden aus Wolfram wird die unter großem Druck stehende Xenon-Gasfüllung mittels Hochspannung ionisiert. Durch den entstehenden Lichtbogen wird das Gas zu Plasma und der Druck im Brenner steigt von ca. 20 bar auf 100 bar. Der Widerstand zwischen den Elektroden sinkt und die vorhandenen Metallhalogenide verdampfen. Der Lichtbogen erreicht nach einiger Zeit eine konstante Form und sowohl die Lichtausbeute als auch die elektrische Leistung werden durch das Steuergerät des Brenners stabilisiert. Xenon-Licht ist heller und kommt dennoch mit deutlich weniger Energie als Halogenlampen aus. Ohne Glühwendel steigt auch die Lebensdauer, die mit ca. 2.000 Stunden fast viermal so hoch liegt als bei Halogen-Leuchtmitteln. Die bläuliche Farbe aufgrund der höheren Farbtemperatur wirkt bei guten Sichtverhältnissen sogar kontrastverstärkend und steigert die Konzentrationsfähigkeit. Allerdings neigt Xenon-Licht zu mehr Streuung bei Nebel und Dunst. Der größte Nachteil sind allerdings die hohen Kosten für die aufwendige Steuerung sowie die komplexe Reparatur. Hochspannung ist schließlich nur etwas für Profis. Teilweise wird auch Quecksilber in Xenon-Lampen eingesetzt, um den Anlauf zu beschleunigen, was eine erhebliche Umweltgefahr darstellt. Führende Markenhersteller wie z.B. Osram und Philips bieten ihre Xenon-Brenner natürlich auch ohne das Übergangsmetall an.


LED-Lampen - Die Zukunft gehört den Leuchtdioden

Lichtemittierende Dioden gibt es bereits seit 1962, wobei seit Ende der 1990er Jahre die Lichtausbeute drastisch verbessert werden konnte. Im Vergleich zu anderen Lichtsystemen handelt es sich bei Leuchtdioden nicht um Wärmestrahler, d.h. die zugeführte Energie wird nahezu vollständig (ca. 85%) in Licht umgewandelt und geht nicht als Hitze verloren. LEDs sind damit besonders sparsam und arbeiten entsprechend effektiv. Lampen mit über 200 Lumen pro Watt sind aktuell im Einsatz. LEDs erreichen also eine Lichtausbeute die zehnmal höher liegt als bei Halogenlampen. Die fantastische Strahlkraft wird zudem durch überragende Langlebigkeit ergänzt. LEDs altern zwar, aber in der Regel nimmt der Lichtstrom linear ab, d.h. die LED fällt nicht einfach aus, sondern wird langsam dunkler. Dennoch sind 50.000 Stunden Betriebsdauer keine Seltenheit, was mehr als einem Autoleben entspricht.

Neue Scheinwerfer-Technologie drängt auf den Markt

Die Leuchtmittel sind natürlich entscheidend, doch sie stellen nur einen Teil der Gleichung dar. Für die Sicherheit sorgen auch immer komplexer werdende Scheinwerfer. Sie bestehen vor allem aus dem Sockel für die Lampe, einer Reflektorschicht, die das Licht bündelt und verstärkt sowie einer Streuscheibe, die den Lichtkegel asynchron nach vorne abstrahlt. Dabei wird die rechte Seite immer weiter ausgeleuchtet als die linke, um eine Blendung des Gegenverkehrs zu vermeiden. Auch Kurvenlicht und Leuchtweitenregulierung sind keine Seltenheit mehr, doch im Vergleich zu den Möglichkeiten, die moderne LED-Scheinwerfer zu bieten haben, verblassen auch diese Technologien. Anders als Xenon-Brenner können Leuchtdioden nämlich flexibel gesteuert werden. Statt einem festen Reflektor kommen dann Millionen Mikrospiegel zum Einsatz, die sich so stellen lassen, dass das abgestrahlte Licht partiell abgeblendet werden kann. So ist es z.B. möglich, den gesamten vorderen Bereich auszuleuchten, aber den Gegenverkehr oder vorausfahrende Fahrzeuge adaptiv auszusparen. Die Technik erkennt auch Straßenschilder und reduziert punktuell die Leuchtkraft. Selbst auf die Fahrbahn projizierte Hinweise wie z.B. die geltende Geschwindigkeitsbegrenzung oder Warnhinweise bei erkannten Hindernissen lassen sich wie bei einem Beamer realisieren, ohne andere Verkehrsteilnehmer zu stören. Noch sind die u.a. von Mercedes oder Audi entwickelten Systeme dem Luxussegment vorbehalten und z.B. als "Digital Light" in der Maybach S-Klasse zu finden, doch die Marktdurchdringung in allen Segmenten ist aller Voraussicht nach nur eine Frage der Zeit.

LED-Scheinwerfer sind nicht nur praktisch, sondern ermöglichen auch vielfältige Designs. Hier zu sehen ist der Frontscheinwerfer eines Acura RLX. (Bild: A. Bailey @wikipedia.org - CC BY-SA 3.0)

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