Die Entwicklung von einem der wichtigsten Autoteile, der Scheinwerfer

Der Scheinwerfer ist eine Leuchte, in der das durch ein Leuchtmittel (zum Beispiel Glühlampe, Gasentladungslampe, Bogenlampe, Leuchtdiode) erzeugte Licht durch scharfe Bündelung der Lichtstrahlen (Reflexion oder Brechung) in eine Richtung gelenkt wird.

Scheinwerfer scheinen ziemlich langweilig zu sein, aber sie haben sich im Laufe der Jahrzehnte tatsächlich sehr stark weiterentwickelt. Von Gaslampen in den 1880er Jahren über standardisierte Scheinwerfer mit Siegelstrahl bis hin zu schießenden Laserstrahlen hat sich der Scheinwerfer dramatisch weiterentwickelt.

Sie sind eines der charakteristischsten Teile eines Autos und geben ihm seine unverwechselbaren Augen. Sie haben einen erheblichen Einfluss darauf, wie wir ein Auto wahrnehmen und ob es uns gefällt oder nicht. Das Design war nicht immer so ausgeprägt, und in den Anfängen waren die Scheinwerfer eher funktional als formal. Nicht zu vergessen, dass sich auch ihre Lichtleistung und -fokussierung dramatisch verbessert haben. Jeder Oldtimer-Besitzer weiß das und verflucht die alten düsteren Scheinwerfer, die im Vergleich zu den modernen LED- oder Laserstrahlen wie Kerzen wirken.

Die Entwicklung des Scheinwerfers für Autos

In diesem Technik Artikel erwartet dich alles rund um den Auto-Scheinwerfer, vom Oldtimer bis hin zu den neuesten Errungenschaften des Automobil- bzw. Lichtbaus, die Arten von Scheinwerfern:

• Der Beginn der Scheinwerfer
• Elektrische Scheinwerfer
• Abblend- und Fernlicht
• Abgedichtete Scheinwerfer
• Halogenglühlampen-Scheinwerfer
• Richtungsgebundene Scheinwerfer
• Hochintensive Entladungslampen (HID)
• Licht-emittierende Dioden (LED)
• Laser-Scheinwerfer
• Scheinwerfer Hersteller

Die Anfangszeit der Scheinwerfer

Zunächst wurden die Scheinwerfer entweder mit Acetylen- oder mit Öllampen betrieben. Acetylen war die Methode der Wahl, weil es widerstandsfähiger gegen Wind und Regen war. Diese Lampen hatten ein poliertes, spiegelähnliches Gehäuse und einen daran befestigten Zylinder, der den Brennstoff enthielt. Der Lichtstrahl war nicht wirklich gebündelt und strahlte gleichmäßig nach vorne ab. Sie war die bevorzugte Lampe für Bergleute, weil sie das Licht gleichmäßig in die Höhlen streute. Leider war sie für Autos nicht ideal, da die Strahlen im Nachthimmel verloren gingen. Acetylenlampen wurden in den späten 1880er Jahren eingeführt und waren bis Anfang 1900 üblich, als elektrische Glühbirnen praktikabler wurden.

Elektrische Scheinwerfer

Elektrische Scheinwerfer waren ihren Acetylen-Vorgängern weit überlegen, aber sie hatten es schwer, sich durchzusetzen, weil es schwierig war, einen Generator herzustellen, der klein genug war und eine ausreichende Leistung hatte, um die Glühbirnen zu betreiben. Der erste Hersteller, der elektrische Scheinwerfer serienmäßig in sein Sortiment aufnahm, war Peerless im Jahr 1904. Vier Jahre später bot die Firma Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate einen kompletten Satz elektrisch betriebener Leuchten an, der Scheinwerfer, Standlicht und Rückleuchten umfasste und mit einer 8-Volt-Batterie betrieben wurde. Bis 1912 hatte Cadillac das Zündsystem mit der Beleuchtungsanlage integriert, um das integrierte elektrische System zu schaffen, das in moderneren Autos verwendet wird.

Abblend- und Fernlicht

Die Guide Lamp Company führte 1915 Abblendscheinwerfer (Abblendlicht) ein. Das Cadillac-System von 1917 ermöglichte es, das Licht mit einem Hebel im Auto abzublenden, ohne dass der Fahrer anhalten und aussteigen musste. Die Bilux-Glühlampe von 1924 war die erste moderne Einheit, bei der das Licht für das Abblendlicht und das Fernlicht aus einer einzigen Glühlampe stammte. Eine ähnliche Konstruktion wurde 1925 von Guide Lamp unter der Bezeichnung “Duplo” (nicht zu verwechseln mit der Schokolade bzw. dem Naschzeug von Ferrero Duplo) eingeführt. Im Jahr 1927 wurde der fußbetätigte Abblendschalter eingeführt und wurde für einen Großteil des Jahrhunderts zum Standard (wie es auch der Standard bei einigen VW Käfer Modellen war). Im Jahr 1933-1934 wurden die Packards mit dreistrahligen Scheinwerfern ausgestattet, deren Glühbirnen drei Glühfäden hatten. Vom höchsten bis zum niedrigsten Lichtkegel wurden die Scheinwerfer als “country passing”, “country driving” und “city driving” bezeichnet.

Abgedichtete Scheinwerfer

Abgedichtete Scheinwerfer wurden 1939 eingeführt und waren ab 1940 in den USA für alle Autos vorgeschrieben, wodurch die Entwicklung der Beleuchtungstechnologie bis in die 1970er Jahre praktisch zum Stillstand kam. Ein versiegelter Scheinwerfer verwendet einen parabolischen Reflektor, einen Glühfaden und eine Linse, die miteinander versiegelt sind. Dies ermöglichte eine gezieltere, hellere Lichtquelle für Autos. Der Nachteil war, dass sie angesichts des hohen Stromverbrauchs nur wenig Licht lieferten und der kochende Glühfaden dunkle Rückstände auf dem Glas hinterlassen konnte. 1957 änderte sich das Gesetz und erlaubte kleinere runde Scheinwerfer mit 5,75 Zoll Durchmesser, zwei pro Fahrzeugseite, und 1974 wurden auch rechteckige Scheinwerfer zugelassen. Auch in Großbritannien, Australien, Japan und Schweden wurden 7-Zoll-Scheinwerfer in großem Umfang eingesetzt, obwohl sie dort nicht vorgeschrieben waren. In Kontinentaleuropa war dieses Scheinwerferformat nicht weit verbreitet, und austauschbare Glühbirnen sowie Variationen in Größe und Form waren nützlicher.

Halogenglühlampen-Scheinwerfer

Im Jahr 1962 wurden in Europa die ersten fahrzeugmontierten Halogenlampen hergestellt. Diese sorgten für noch hellere und langlebigere Scheinwerfer, da das Halogengas mit dem Wolfram reagiert. Dieser Prozess ermöglichte eine unglaublich hohe Sichtbarkeit, insbesondere bei Fernlicht. Dies führte zu einer höheren Lumenleistung pro eingesetztem Watt. Eine Wolfram-Halogen-Lampe hat eine viel längere Lebensdauer als ähnliche Glühfäden, die ohne den Halogen-Regenerationszyklus arbeiten. Die H1-Lampe war die erste Wolfram-Halogen-Scheinwerferlichtquelle, die für Kraftfahrzeuge zugelassen wurde. Sie wurde 1962 von einem Konsortium europäischer Hersteller von Glühlampen und Scheinwerfern eingeführt. Diese Glühlampe hat einen einzelnen Glühfaden, der bei 12 V 55 W verbraucht und etwa 1550 Lumen erzeugt. Diese Glühbirne wurde in den USA erst 1997 zugelassen.

Richtungsgebundene Scheinwerfer

Die mit der Lenkung verbundene Richtungsbeleuchtung wurde erstmals 1947 am Mittelscheinwerfer des Tucker 48 vorgestellt und später auch vom Citroen DS eingeführt. Damit war es möglich, das Licht beim Einschlagen des Lenkrads in Fahrtrichtung zu drehen. Der DS hatte vier Scheinwerfer unter einer glatten Glashaube, wobei der innere Scheinwerfer mit dem Lenkrad schwenkbar war. Dadurch konnte der Fahrer “um” Kurven herum sehen, was besonders auf kurvenreichen Straßen, die nachts mit hoher Geschwindigkeit befahren wurden, von Vorteil war. Die Richtungsscheinwerfer waren über Kabel mit den Rädern verbunden. Der Fernlichtscheinwerfer war um bis zu 80° schwenkbar. Die Scheinwerfer für das Abblendlicht waren selbstnivellierend und reagierten auf die durch Beschleunigung und Bremsen verursachte Neigung. Diese Funktion war in den USA nicht zugelassen, und für den US-Markt wurde eine Version mit vier freiliegenden Scheinwerfern hergestellt, die nicht schwenkbar waren. Obwohl der Tucker 48 “Torpedo” von 1948 bereits über einen Richtungsscheinwerfer verfügte, war Citroen der erste Auto-Hersteller, der adaptive Scheinwerfer auf den Markt brachte.

Hochintensive Entladungslampen (HID)

Hochintensive Entladungslampen (HID) erzeugen das Licht mit einem Lichtbogen anstelle eines glühenden Fadens. Im Inneren der Glühlampen befinden sich zwei Elektroden und ein Edelgas. Um den Lichtbogen zu zünden und ihn zum Glühen zu bringen, benötigt das System eine hohe Spannung. Der Vorteil dieser Glühbirnen ist, dass sie weitaus effizienter sind als herkömmliche Glühbirnen, da sie im Verhältnis zur verbrauchten Strommenge mehr Licht erzeugen. Dies führt zu kühleren und kleineren Glühlampen und ermöglicht komplexere und kleinere Scheinwerferdesigns. HIDs wurden in den frühen 2000er Jahren weit verbreitet. Das Problem dabei war, dass HIDs eine hellere, fokussiertere Lichtquelle erzeugen und der Einbau in herkömmliche Halogenscheinwerfer, die das Licht streuen, zu Problemen mit Blendung führte. HIDs erfordern eine spezielle Linsenanordnung, die das Licht an der richtigen Stelle bündelt.

Licht-emittierende Dioden (LED)

Lichtemittierende Dioden sind sehr helle Lichtquellen, die sehr wenig Energie benötigen, um zu leuchten, unglaublich lange halten und nicht so heiß werden wie ihre Vorgängermodelle. Im Jahr 2006 war der Lexus LS 600h das erste Auto, das LEDs im Abblendlicht verwendete, während das Fernlicht weiterhin aus herkömmlichen Glühlampen bestand. Nur ein Jahr später war der Audi R8 das erste Fahrzeug, das LEDs in allen Scheinwerfern einsetzte. Im Jahr 2013 führte Audi im A8 die ersten digital gesteuerten, blendfreien Voll-LED-Scheinwerfer “Matrix LED” mit 25 einzelnen LED-Segmenten ein. Das System dimmt das Licht, das direkt auf den Gegenverkehr strahlen würde, leuchtet aber den Bereich neben ihm weiterhin voll aus. Das LED-Fernlicht ist in zahlreiche einzelne Leuchtdioden aufgeteilt. Die Fernlicht-LEDs in beiden Scheinwerfern sind in einer Matrix angeordnet und passen sich in Millisekunden vollelektronisch an die Umgebung an.

Laser-Scheinwerfer

Die neueste Generation von Scheinwerfern arbeitet mit Laserstrahlen. Der BMW i8 ist seit 2014 das erste Serienfahrzeug mit Laserlicht. Drei Dioden schießen blaue Laserstrahlen in ein Prisma, das die Laser zu einem Strahl bündelt. Dieser Strahl wird durch eine Phosphorlinse geleitet, die das Licht von blau in weiß umwandelt, bevor es auf einen Reflektor trifft, der den Strahl auf die Straße umleitet. Sie wurden erstmals von Audi für den Einsatz als Scheinwerfer bei den 21 Stunden von Le Mans entwickelt. Laserscheinwerfer sind 30 % effizienter als LEDs und können bis zu doppelt so weit leuchten wie LEDs.

Willkommen in der Zukunft, in der Autos Laserstrahlen auf die Straße feuern und sich in Millisekunden an ihre Umgebung anpassen!

Bekannte Fahrzeug-Scheinwerfer-Hersteller sind:

Hella
Bosch
ALKAR
Van Wezel
Diederichs
Valeo
Johns
OSRAM
Philips
und noch viele weitere Scheinwerfer Hersteller

Wusstest du das alles über die Scheinwerfer?
Hast du Ergänzungen und Anmerkungen zum Thema Autoscheinwerfer?

Quelle: european-vintage-cars.com