Das kalte Licht der LED

LED-Leuchtmittel sind der nächste Entwicklungsschritt für den Hauptscheinwerfer. Sie verbrauchen weniger Energie als andere Lampen und bieten mehr Gestaltungsfreiheit für die Designer.

Anbieter zum Thema

Peter Kwasny GmbH

Circle Hallensysteme GmbH & Co. KG

Hella GmbH & Co. KGaA

Wie uneffektiv die gute alte Glühbirne arbeitet, weiß jeder, der sich schon einmal an einer die Hand verbrannt hat. Der Wolfram-Glühdraht erzeugt in erster Linie Hitze; das Licht ist nur ein „Abfallprodukt“. Lediglich fünf Prozent ihrer Nennleistung kann die Glühlampe in Licht umsetzen.

Im Auto haben alle Leuchtkörper, die bei eingeschaltetem Fahrlicht arbeiten, zusammengenommen eine Leistungsaufnahme von etwa 300 Watt. Das hat der Zulieferer Automotive Lighting ausgerechnet. Von diesen 300 Watt verpuffen 285 also vollkommen wirkungslos und heizen höchstens die Lampengehäuse auf, die das nun wirklich nicht brauchen.

Farbe wie Tageslicht

Die Automobilindustrie ist also an Lampen mit höherem Wirkungsgrad interessiert – zum Beispiel an LED (Licht emittierende Dioden). Denn ihr Wirkungsgrad liegt bei 20 bis 25 Prozent. Nachdem schon seit mehreren Jahren Positions- und Signalleuchten in Diodenbauweise auf dem Markt sind, erobert die neue Lichtquelle nun den Hauptscheinwerfer. Den ersten Scheinwerfer, der für alle Funktionen LED verwendet, hat Automotive Lighting für den Audi R 8 entwickelt. Von diesem Wirkungsgradvorteil profitiert der R8 allerdings noch nicht. Denn die LED-Technik im Scheinwerfer steht noch am Anfang ihrer Entwicklung, weshalb die Diode noch nicht so effizient arbeitet wie das bekannte Xenonlicht. Zum Vergleich: Eine Xenonlampe gibt pro verbrauchtem Watt an Leistung eine Lichtstärke von 90 Lumen ab. Fahrzeugtaugliche LED erreichen zurzeit laut Automotive Lighting 30 bis 40 Lumen pro Watt. Die Leistungsfähigkeit des neuen Lichts soll sich aber noch in diesem Jahrzehnt an die herkömmliche Technik angleichen. Wo die Reise hingeht, zeigt der Vergleich bei den Tagfahrleuchten: Eine Glühlampe benötigt 25 Watt, eine LED gerade einmal sieben Watt.

Ein weiterer Vorteil der weißen LED liegt in der Lichtfarbe, auch Farbtemperatur genannt. Sie erreicht etwa 6 000 Kelvin und damit annähernd Tageslichtqualität. Auch wenn das Wort „Farbtemperatur“ es vermuten lässt, strahlen LED keine Wärme ab. Ihr Licht ist kalt.

Bessere Sicht bei Nacht

Weil das kalte Leuchten aber dem Tageslicht ähnelt, erfasst das menschliche Auge die Straße und den Fahrbahnrand nachts in den natürlichen Farben und unterscheidet Kontraste besser. Außerdem sind LED angeblich ausfallsicher: Ihre Lebensdauer liegt über der des Fahrzeugs.

Neben den Leuchtdioden sind viele andere Technologien nötig, um das Licht auf die Straße zu bringen. Zum Beispiel beim Abblendlicht: Es soll nicht homogen sein, sondern aus einem Grundlicht und einem helleren Spot bestehen. Ersteres beleuchtet die Straße unmittelbar vor dem Auto, während der Spot für die Reichweite sorgt.

Für die nötige Lichtstärke fassen die Ingenieure mehrere LED in so genannten Arrays zusammen. Das Grundlicht besteht aus zwei halbschaligen Freiformreflektoren, die von Arrays mit jeweils vier weißen LED versorgt werden. Dazwischen sitzt der Spot, ein Linsensystem mit drei weiteren Zweier-LED-Arrays. Direkt daneben strahlt das Fernlicht mit zwei Vierer-Arrays aus den beiden schalenförmigen Fernlichtkammern. Das Abblendlicht im R8 soll laut Hersteller die Leistung eines Xenonscheinwerfers erreichen, das Fernlicht soll sie sogar übertreffen.

Lichtdesign in 3D

Neben Abblend- und Fernlicht bilden weitere Leuchtdioden im R8 den Blinker, das Tagfahr- und das Positionslicht. Für diese Aufgaben kommt es weniger auf die Lichtstärke als auf die Signalwirkung an. Die Konstrukteure und besonders die Designer nutzen hier die Eigenschaften der LED, um ungewöhnliche Konturen und interessante Erscheinungsbilder zu erzeugen – Lichtdesign eben.

Das geschwungene Band des Tagfahrlichts ist bereits typisch für die neuen Audi-Modelle. Im R8 sorgen 24 dicht gesetzte weiße LED für ein homogeneres Erscheinungsbild. Mit reduzierter Leistung dient es auch als Begrenzungslicht. Das Lichtband des Tagfahrlichts umrahmt mit der gegenüberliegenden LED-Blinkleuchte den Scheinwerfer und bildet dabei eine dreidimensionale Skulptur, die den Sportwagen auch nachts unverwechselbar macht.

(ID:235599)