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Wie funktionieren eigentlich Xenon-Scheinwerfer?

von kfztech.de

Xenon-Scheinwerfer gibt es in Deutschland seit 1989. Sowohl Philips als auch Osram zeichnen für die Einführung der D1-Lampe verantwortlich, die zunächst nur für das Abblendlicht eingesetzt wurde. Erst seit 1999 wurden die ersten Bi-Xenon-Scheinwerfer eingesetzt, bei denen auch das Fernlicht mithilfe einer Gas-Entladungslampe realisiert wurde. Heute sind Xenon-Scheinwerfer selbst bei Mittelklasse-Fahrzeugen oft bereits Standard. Doch welche Funktionsweise versteckt sich eigentlich hinter diesen besonders hellen Lampen mit dem weiß-blauen Licht?

Vorschaltgerät Brenner Xenon

 Ein Vorschaltgerät mit Brenner aus einem Mercedes. Das Streichholzheft zeigt den Größenvergleich - Bild Hella

Eine zündende Idee!

Bei einem sogenannten Xenon-Brenner handelt es sich in Wirklichkeit um eine Kombination aus einer Xenon-Gasentladungslampe und einer Halogenmetalldampflampe. Der Brennraum besteht beim Xenon-Brenner aus einem sehr kompakten Glaskolben aus Quarzglas. Darin befinden sich zwei Wolfram-Elektroden. Zwischen diesen brennt ein konzentrierter Lichtbogen. Er kommt zustande durch die Füllung des Kolbens aus Gas sowie Quecksilber sowie Metallhalogeniden. Letztere dienen ausschließlich der Verbesserung der Farbwiedergabe. Durch das Xenon lässt sich der bereits kurz nach der Zündung beachtliche Lichtstrom in der Lampe realisieren, da das Gas deutlich schneller zündet als zum Beispiel Argon.

Xenarc-Silverstar

D2S Brenner -  Bild: Osram 

Um den Lichtbogen zu zünden, benötigt man ein spezielles Vorschaltgerät. Dieses liefert kurzzeitig einen Hochspannungsimpuls, welcher das Xenon entzündet. Das sogenannte Elektrische Vorschaltgerät (EVG) sorgt außerdem für eine kontinuierliche Lichtleistungssteuerung, solange der Xenon-Scheinwerfer in Betrieb ist. Im Betrieb brennt die Lampe mit 85 V bzw. 42 V bei 35 W oder 25 W weiter.

Bi-Xenon-Scheinwerfer für Abblend- und Fernlicht

Bei einem herkömmlichen Halogen-Scheinwerfer mit H4-Lampe wird das Abblendlicht durch eine Blende im Glaskolben vor dem Glühlwendel realisiert, der Fernlichtfaden wird dagegen nicht abgeblendet. Oder es sind 2 Scheinwerfer vorhanden, die also mit zwei getrennten Leuchten für Fern- und Abblendlicht arbeiten. Bei herkömmlichen Xenon-Scheinwerfern wird die Gasentladungslampe als Lichtquelle nur für das Abblendlicht benutzt. Das Fernlicht bleibt also in Halogenqualität. 

Ein Bi-Xenon®-Scheinwerfer ist ein Scheinwerfer, der mit nur einer Xenon-Lampe mit einem Projektionsmodul die Abblend- und die Fernlichtfunktion ausführt. Durch die Verwendung einer beweglichen Blende im Scheinwerfer wird rein mechanisch zwischen der Lichtverteilung für das Abblend- und Fernlicht umgeschaltet, d.h. beim Umschalten auf Fernlicht wird die Blende weggeschwenkt und der volle Lichtstrom wird freigegeben. Der Autofahrer behält die gleiche Lichtfarbe und Lichtintensität. Das Auge sieht eine gleichbleibend angenehme Ausleuchtung.

Bi-Xenon-Plus

Ein Bi-Xenon-Plus Scheinwerfer von Audi - Bild: Audi

Bei Bi-Xenon-Scheinwerfern, wie sie in vielen Varianten zum Beispiel bei scheinwerfer.de erhältlich sind, ist diese Blendenklappe nicht vorhanden. Stattdessen werden in solchen Scheinwerfern zwei getrennte Xenon-Brenner für das Abblendlicht und das Fernlicht eingesetzt, die auch unabhängig voneinander gesteuert werden. Dabei hat jeder der Brenner eigene Linsen und Reflektoren, welche die vorgeschriebene asymmetrische Ausleuchtung der Fahrstrecke sicherstellen.

Bi-Xenon

Bi-Xenon-Projektionslampe - Bild: Hella

Lebensdauer: Vorteil für Xenon!

Verglichen mit herkömmlichen Halogen-Leuchtmitteln haben Xenon-Brenner eine etwa 4 mal längere Lebensdauer. Selbstverständlich sind sie bereits in der Anschaffung deutlich teurer, sodass man diesen Vorteil nicht unbedingt wörtlich nehmen darf. Günstige Scheinwerfer findet Ihr auf https://www.scheinwerfer.de. Zudem kostet ein mit Xenon-Scheinwerfern ausgestattetes Auto bereits ab Werk einiges mehr als seine Geschwister mit schnöden Halogen-Lampen. Der Vorteil beschränkt sich für den Halter also in der Regel darin, dass er die Leuchtmittel seiner Xenon-Leuchten deutlich seltener wechseln muss als der Nachbar, der noch die guten alten Halogen-Lampen mit H4- oder H7-Sockel verwendet.

Die hohe Lichtausbeute des zusätzlichen Xenon-Fernlichts ist jedoch der entscheidende Vorteil bei Doppel- oder Bi-Xenon-Scheinwerfern im Vergleich zu herkömmlichen H7-Scheinwerfern. Xenon-Lampen leuchten nämlich mit etwa 50 bis 70 Lumen pro Watt, während Halogen-Licht lediglich einen Wirkungsgrad von 15 bis 35 Lumen/Watt besitzt. Zudem verbrauchen Bi-Xenon-Scheinwerfer auch noch weniger Energie trotz stärkerer Lichtausbeute. Hinzu kommt, dass Xenon-Licht ein taghelles Licht abgibt, wodurch das Fahren bei Nacht entspannter wird.

Volle Lichtstärke erst nach einigen Sekunden!

Auch wenn es einem anders vorkommen mag: Eine Xenon-Gasentladungslampe erreicht ihre volle Lichtstärke erst nach etwa 15 Sekunden. Bis sich die richtige Farbtemperatur eingestellt hat, können sogar bis zu 30 Sekunden vergehen. Jedoch müssen laut Zulassungskriterien mindestens 80 Prozent des maximalen Lichtstroms nach spätestens 4 Sekunden erreicht sein. Damit überhaupt etwas leuchtet, produziert das Vorschaltgerät in einigen Fahrzeugen übrigens einen Impuls mit einer Spannung von bis zu 25.000 Volt. Anfassen wäre also in diesem Moment keine gute Idee - aber selbstverständlich sind entsprechende Sicherungsmaßnahmen gegen versehentliches Berühren ebenfalls vorgeschrieben, sonst dürften wir uns bis heute nicht am typisch weißen Licht der Xenon-Scheinwerfer erfreuen. Mehr zum Xenon-Licht kann hier nachgelesen werden.

 


Autor: Johannes Wiesinger

bearbeitet: 01.04.2019









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