Licht am Fahrzeug. Symetrisches Abblendlicht (nicht mehr üblich) Asymetrisches Abblendlicht (heute Standard)

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1 Licht am Fahrzeug Entwicklung der Scheinwerfer Im Verlauf der Zeit hat sich die des Fahrzeugs bedeutend verändert. Durch den Bau von Autobahnen musste die Reichweite vergrössert werden und trotzdem ein blenden des Gegenverkehrs verhindert werden. Es änderten sich das Aussehen, die Reflektoren und die Lichtquellen mit den Leuchtwerten. Ausleuchtung Symetrisches Abblendlicht (nicht mehr üblich) Asymetrisches Abblendlicht (heute Standard) Ausleuchtung von entgegenkommenden Fahrzeugen Autotechnik 1

2 Lichtquellen Als Lichtquellen werden zu einem grossen Teil Temperaturstrahler verwendet. Das bedeutet, dass je höher die Temperatur des Glühwendels ist, um so grösser ist die Lichtstärke. Der Wirkungsgrad dieser lampen liegt aber unter 10 %! Die Glaskolben (1) der Temperaturstrahler sind unter Vakuum oder mit Stickstoff gefüllt. Der Glühwendel (2) aus Wolfram. 4 Halogenlampe Dank der Halogenfüllung kann man den Wolframglühwendel bis nahe an den Schmelzpunkt erhitzen. Dies ergibt eine höhere Lichtleistung. Der verdampfte Wolfram verbindet sich in der Nähe des heissen Kolbens mit dem Halogengas welches den Wolfram wieder zur Wendel zurückführt. Der Prozess kann nur stattfinde, wenn der Glaskolben um 300 C heiss ist. Aus diesem Grund wird ein engumschlossener Quarzglaskolben verwendet. Gasentladungslampe Die Gasentladungslampe hat keinen Glühfaden. Durch den Stromfluss durch ein Gas (Xenon) beginnt dieses zu leuchten. Damit diese Lampe zu leuchten beginnt, muss eine Zündspannung zum Ionisieren angelegt werden. Anschliessend wird die Spannung reduziert. Zündspannung Betriebsspannung Vorteile bis zu 20 kv ca. 85 V / 35 W / 300 Hz Kleiner Leistungsaufnahme Höherer Lichtstrom (85 lm/w) Hohe Lebensdauer Besserer Wirkungsgrad Autotechnik 2

3 Ein Scheinwerfer besteht grundsätzlich aus drei Elementen Lichtquelle Reflektor Streuscheibe Der Reflektor Er muss möglichst viel Licht von der Lichtquelle erfassen und eine hohe Reichweite erreichen. Zusätzlich muss er sich in die Form des Fahrzeuges einpassen lassen, was vor allem das Design des Fahrzeugs beeinflusst. Die Reflexion beträgt bei aufgedampftem Aluminium ca. 90%, wobei sich durch Korrossion dieser Wert rasch auf 50% verringert. Der Korrosionsschutz ist deshalb ein wichtiger Bestandteil der Qualität eines Scheinwerfers. Als Trägermaterial werden heute Stahlblech oder Kunststoff verwendet. Die Streuscheibe Sie hat die Aufgabe das vom Reflektor ausgesandte Licht gezielt abzulenken und zu streuen oder zu bündeln, dass der gewünschte Ausleuchtungseffekt erreicht wird. Die dabei verwendeten optischen Elemente sind Linsen, Prismen und Kombinationen davon. Es wird die Eigenschaft der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit der Lichtwellen ausgenutzt. Dies führt zu einer Lichtbrechung. Autotechnik 3

4 Konventionelle Scheinwerfer Bei konventionellen Scheinwerfern verbessert sich die Qualität des Abblendlichtes mit zunehmender Reflektorgrösse. Abblendlicht eines Paraboloidreflektors mit H4 Glühlampe. Der untere Teil des Reflektors wird nicht beleuchtet (η< 50%) Fernlicht mit einer H4 Glühlampe. Der Glühfaden liegt genau im Brennpunkt des Reflektors, alle Lichtstahlen treten parallel nach vorne aus. Scheinwerfer mit Stufenreflektoren Die Stufenreflektoren sind aus Paraboloidteilen mit verschiedenen Brennweiten zusammengesetzt. Beim Homofocal-Reflektor wird der Grundreflektor mit sektorenförmigen Zusatzreflektoren versehen. Diese leuchten das Vorfeld und die Seiten besser aus. Der Bifocal-Reflektor nutzt die untere Hälfte des Reflektors ebenfalls aus. Dieser Parabolsektor ist so angeordnet, dass das Licht nach unten auf die Fahrbahn trifft. Er wird bei 4-Scheinwerfersystemen verwendet. Autotechnik 4

5 Scheinwerfer mit stufenlosen Reflektoren Speziell entwickelte lichttechnische Programme CAL (Computer Aided Lighting) ermöglichen die Realisierung stufenloser Reflektorformen (VF oder FF) Jede Reflektorzohne hat einen anderen Brennpunkt. Mit diesem System lässt sich die gesamte Reflektorfläche ausnutzen. Oftmals sind diese Scheinwerfer mit klaren Abschlussscheiben versehen (keine Streuscheibe) PES-Scheinwerfer (Poly-Elipsoid-System) Die vom Reflektor erzeugte Lichtverteilung wird mit einer Linse auf den Strassenraum abgebildet. Ein 28 cm 2 grosser Lichtaustritt ermöglicht die Lichtverteilung von grossflächigen Scheinwerfern konventioneller Bauart. Einer der Vorteile ist die kleinere Bauform, was im Fahrzeugdesign viele Möglichkeiten eröffnet. Ausserdem ist die Lichtausbeute grösser als bei Parabolförmigen Reflektoren. Autotechnik 5

6 Abblendeinheiten mit PES-System (Bosch) a) PES Mit einer Einfadenglühlampe wird die Abblendkante durch die Blende erreicht. Der Reflektor ist elipsoidförmig. b) PES Plus oder DE Der untere Teil des Reflektors hat eine andere Brennweite, wodurch das Licht unter der Blende durchleuchtet und die Vorfeldbeleuchtung verbessert. c) PES- Plus mit Ringsektor Durch den zusätzlichen Ringreflektor wird diese Ausleuchtung nochmals verbessert. Zudem ist die psychologische Blendwirkung auf den Gegenverkehr nochmals verringert. Autotechnik 6

7 Litronic (Bosch) Das Scheinwerfersystem Litronic mit einer Xenonlampe erfüllt die hohen Anforderungen an die Lichttechnik von der Art des Lichts, seiner Helligkeit und von der kleinen Bauweise her. Gasentladungslampe Achssensor Abschlussscheibe mit oder ohne Streuoptik Zündgerät Steuergerät Schrittmotor Bi-Litronic (Bosch) Projektion Reflexion Mit einer Blende wird stufenlos von Fernlicht auf Abblendlicht geschaltet. Als Lichtquelle dient eine Xenonlampe. Beim Betätigen des Abblendschalters wird die Gasentladungslampe in ihrer Position im Reflektor verschoben. Dadurch wird der Lichtsustritt verändert. Gesetzliche Vorschrift: Fahrzeuge mit Litronic müssen mit einer automatischen Leuchtweitenregulierung und einer Scheinwerfer-Reinigungsanlage ausgerüstet sein. Autotechnik 7