Lichttechnik 11.03.2005, 18:37 Uhr

Leuchtdioden revolutionieren die Kfz-Beleuchtung  

VDI nachrichten, Düsseldorf, 11. 3. 05 – Leuchtdioden erobern ständig neue Anwendungsbereiche in der Kfz-Beleuchtung. Vor allem in Brems-, Blink- und Schlussleuchten kündigt sich ihr Durchbruch auf breiter Front an. In den Entwicklungszentren der einschlägigen Zulieferer stehen auch bereits Prototypen von Hauptscheinwerfern in LED-Technik auf den Prüfständen. Mit deren Markteinführung ist allerdings erst gegen Ende dieses Jahrzehnts zu rechnen.

Eigentlich begann anlässlich der Modifizierung des VW Golf I 1980 der Einzug der Light Emitting Diodes (LED) in den Serienautomobilbau. Sechs Jahre später gaben sie dann ihr Debüt in den ersten hochgesetzten Bremsleuchten, um sich kurze Zeit später zunehmend als Innenbeleuchtung und Leseleuchten breitzumachen. Es folgte der LED-Einsatz in diversen Instrumenten des Armaturenbretts, im Radio, Schaltern usw.

Was in dieser Hinsicht inzwischen machbar ist, demonstrierte im Vorjahr auf der Detroiter Motor Show der neue Ford Mustang, dessen Instrumentenbeleuchtung auf Knopfdruck in 127 unterschiedlichen Farbnuancen erstrahlt – ermöglicht durch die gezielte Ansteuerung roter, blauer und grüner Halbleiter-Lichtquellen des Zulieferers Osram Opto Semiconductors.

Wegen ihrer Vorteile – kleine Abmessungen, geringer Energieverbrauch und längere Lebensdauer – sehnten Fahrzeugbauer und Designer die LED-Technik auch im Außenbereich der Karosserie herbei. Dem Wunsch standen jedoch bis vor kurzem Zulassungsvorschriften entgegen – lediglich hochgesetzte Bremsleuchten wurden genehmigt. 2002 kam dann der VW Phaeton, erstmals mit markanten Heckleuchten in LED-Technik. Inzwischen finden sie sich auch im Bentley und in den Volumenmodellen wie Golf Plus und Passat.

Die von VW und Hella gemeinsam entwickelten Heckleuchten des Golf Plus sind mit jeweils 36 Leuchtdioden pro Seite bestückt, die sowohl rotes als auch gelbes Licht abstrahlen können. Bei eingeschaltetem Stand- oder Fahrlicht geben alle 72 LED rotes Licht ab. Tritt der Fahrer auf die Bremse, leuchten je 16 LED der beiden inneren Heckleuchtenkreise mit erhöhter Intensität rot auf. Wird der Blinkerschalter betätigt, strahlen je 20 LED in den äußeren Leuchtenringen gelbes Licht ab.

Neben längerer Lebensdauer und geringerem Stromverbrauch zeichnen sich LED im Vergleich zu üblichen Glühlampen durch ein rascheres An-sprechverhalten aus, was sie vor allem für den Einsatz in Bremsleuchten prä-destiniert. Diesen Sicherheitsgewinn machen sich neben VW inzwischen auch weitere Hersteller zu Nutze. Audi setzt LED-Rückleuchtenmodule im A8 und einigen A6-Versionen ein, Porsche im Carrera GT. „LED-Heckleuchten eröffnen nicht nur aufgrund ihrer geringen Einbautiefe völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten für Designer, sondern reduzieren auch den Stromverbrauch – in der Bremsleuchte beispielsweise von 21 W auf 5 W“, erklärte Porsche-Pressesprecher Stefan Marschall.

Doch „die Kosten für LED-Rückleuchtenmodule sind ungefähr doppelt so hoch wie für konventionelle Technik“, so Christian Ströhmer, Ford-Beleuchtungsexperte. Außerdem ließen sich „einzelne defekt gewordene Leuchtdioden in einer Einheit nicht ersetzen, so dass die komplette Einheit ausgetauscht werden muss“.

Dieser Nachteil relativiere sich allerdings angesichts der ungewöhnlich langen Lebensdauer von Leuchtdioden. Nach Angaben von Osram halten sie in Betrieb bis zu 100 000 h und damit im wahrsten Sinn des Wortes um „Lichtjahre“ länger als herkömmliche Kugel- oder Soffittenlampen.

Der nächste Entwicklungssprung der leistungsstarken Lichtzwerge steht bevor: Sie eignen sich ideal für die heute bereits zulässigen und demnächst für Neuwagen obligatorischen Tagfahrleuchten. Der Audi A8 Zwölfzylinder besitzt bereits seit 2004 eine von Hella entwickelte Scheinwerfereinheit, in der jeweils fünf Hochleistungs-LED-Einheiten die Funktionen des Positions- und Tagfahrlichts übernehmen.

Abblend- und Fernlicht in LED-Technik wird es allerdings kaum vor 2010 geben, so die einstimmige Aussage der Experten von Osram, Hella und Automotive Lighting. Designstudien von Hyundai und Pininfarina schmückten sich zwar schon 2003 auf dem Genfer Salon mit futuristischen LED-Scheinwerfern und Hella präsentierte im selben Jahr auf der IAA einen Scheinwerfer-Prototyp mit LED-Fern- und Abblendlicht, jedoch wird eine EU-Genehmigung für Haupt- und Nebelscheinwerfer in LED-Technik erst für Sommer 2008 erwartet.

Bis zur Serienreife gilt es neben den gesetzlichen auch noch physikalische Hürden zu überwinden, so Dr. Michael Hamm von Automotive Lighting, einem weltweit führenden Lichttechnikzulieferer. Denn „Bremsleuchten müssen nur hell sein, aber Scheinwerfer müssen hell machen“. Derzeit sei die LED-Technik noch nicht so weit, Glühlampen oder Gasentladungslampen zu ersetzen. Müsste doch eine Xenonlampe die einen Lichtstrom von 3300 Lumen ausstrahlt durch 15 bis 25 LED zu je 100 Lumen bis 200 Lumen ersetzt werden, so Hamm.

Fachleute erwarten schon in naher Zukunft Hochleistungs-LED mit höherem Lichtstrompotenzial. Dies könnte für einen zusätzlichen, durchaus erwünschten Nebeneffekt sorgen: Verstärkter Einsatz in der Kfz-Beleuchtung bei gleichzeitig sinkender Stückzahl der eingebauten Leuchtdioden würde den Energiebedarf senken und das bis an die Leistungsgrenze strapazierte heutige 12-V-Bordnetz der Pkw spürbar entlasten. HANS W. MAYER/WOP

Von Hans W. Mayer, Wolfgang Pester
Von Hans W. Mayer/Wolfgang Pester

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