Info Xenonlicht

Historie & Ausblick

Seit 1991 wird die Gasentladungslampe im Automobil-Sektor als Xenonlicht angeboten: Erstmals in einem BMW der 7er-Reihe durch die Firma Bosch, zuerst ausschließlich als Abblendlicht, seit 2001 aber auch als Fernlicht im sogenannten Bi-Xenon-Scheinwerfer. Dabei wird für das Abblend- und Fernlicht ein und dieselbe Lampe verwendet. Es wird lediglich eine Blende aus dem Strahlengang geklappt und damit auf Fernlicht „umgeschaltet“.

Weiterentwicklungen von Xenonlicht aus Autokäufersicht bestehen darin, dass Zusatzfunktionen in Xenonscheinwerfer eingebaut werden, wie das oben schon genannte Bi-Xenonlicht. Außerdem gibt es Scheinwerfer auf Xenonlampenbasis mit integriertem Kurvenlicht oder Adaptive-Forward-Lighting-Systeme, bei denen „mittels beweglicher Linsen eine verbesserte Ausleuchtung der Kurven gegenüber normalen Scheinwerfern erreicht“ wird.


Funktionsweise

Zwischen zwei Wolfram-Elektroden der Xenon-Gasentladungslampe brennt ein konzentrierter Lichtbogen. Der extrem kleine Brennraum – ein Glaskolben aus Quarzglas – enthält eine Xenon-Gasfüllung unter hohem Druck sowie Quecksilber (s. u. Unterschiede der Brenner-Kategorien) und Metallsalze – insgesamt weniger als 1 mg. Diese sollen vor allem die Farbtemperatur des eher lila leuchtenden Xenons auf die Tageslichtfarbe von etwa 5000 - 6000 Kelvin absenken. Genau genommen ist daher der Xenonbrenner eine Kombination aus Xenon-Gasentladungslampe und Halogenmetalldampflampe.

Für das Zünden (Einschalten) ist ein Hochspannungsimpuls erforderlich, den eine Zündeinheit über ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG, engl. electrical ballast) erzeugt. Das EVG sorgt anschließend für eine Lichtleistungssteuerung.

Bei Doppel-Xenon-Scheinwerfern handelt es sich um eine Technik ohne Klappe, das Abblendlicht und das Fernlicht bestehen jeweils aus einem Brenner sowie separaten Linsen oder Reflektoren. Fahrzeuge mit zwei Doppel-Xenon-Scheinwerfern haben also vier Brenner und demnach auch vier Vorschaltgeräte.

Da Xenonlampen Gasentladungslampen sind, lassen sich defekte Brenner nicht an einem durchgebrannten Glühdraht erkennen. Sie halten 4 mal so lange wie herkömmliche Halogenlampen.

Damit die Gasentladungslampe an Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr zum Einsatz kommen kann, muss der bekannt langsame Lichtanlauf beschleunigt werden. Der dafür notwendige Ablauf kann in drei Phasen beschrieben werden:

* 1. Zündung: Mit einem Hochspannungsimpuls wird – ähnlich wie bei einer Zündkerze – ein Funke erzeugt, der das ursprünglich elektrisch nicht leitende Gas ionisiert und dadurch einen leitfähigen Tunnel zwischen den Wolfram-Elektroden schafft. Durch diesen Tunnel wird der elektrische Widerstand klein und es fließt Strom zwischen den Elektroden.
* 2. Anlaufphase: Die Lampe wird mit kontrollierter Überlast betrieben. Durch den mit höherer Leistung betriebenen Lichtbogen steigt die Temperatur im Kolben rasch an und die vorhandenen Metallsalze beginnen zu verdampfen, dadurch ändert sich die Lichtfarbe. Der Dampfdruck in der Lampe und die Lichtabgabe nehmen zu. Weiter sinkt der Widerstand zwischen den Elektroden; dies erkennt das Steuergerät EVG und geht automatisch in den Dauerbetrieb über.
* 3. Dauerbetrieb: Alle Metallsalze sind in der Dampfphase, der Lichtbogen hat seine endgültige Form erreicht und die Lichtausbeute ihren Sollwert. Die zugeführte elektrische Leistung wird jetzt stabilisiert, damit der Lichtbogen nicht flackert.


Brenner


Vorschaltgerät


Vergleich Glühlampe/Xenonlicht

Kfz-Xenonlampen sind Linienstrahler, deren Linien jedoch fast zu einem Kontinuum verbreitert sind. Einige Linien liegen auch im Ultravioletten. Die Mischung der Linien ergibt die scheinbare Farbe – sie ist bläulicher als das Licht von Glühfadenlampen. Glühlampen strahlen ein kontinuierliches Spektrum ab, das weit in den Infrarot-Bereich hineinreicht; eine Glühlampe gibt ca. 85–95 % ihrer Leistung als Wärme ab, nur 5–15 % stehen als Licht zur Verfügung. Das Licht einer Xenon-Lampe wirkt kälter (hohe Farbtemperatur) als das einer Glühlampe, ist jedoch trotz geringerer Leistungsaufnahme heller. Neuere, quecksilberarme Lampen enthalten auch Natrium, was zu einem wärmer wirkenden Licht führt (verringerte Farbtemperatur). Mit dem Label „Xenon“ verkaufte Glühlampen besitzen lediglich einen Farbfilter, um das Licht bläulich erscheinen zu lassen.


Vergleich


Diskussion um Xenonlicht

Xenonlicht ist umstritten; nicht zuletzt, weil es sich die meisten Autohersteller gut bezahlen lassen. Die höhere Lichtausbeute, die größere bestrahlte Fläche und die kontrastverstärkende Wirkung bei guten Sichtverhältnissen sind zweifelsohne die Verkehrssicherheit steigernde Vorzüge, die jedoch zuerst einmal nur dem Fahrer zugutekommen und nur in wenigen Modellen serienmäßig sind.

Laut einer Studie des TÜV Rheinland würden sich bei einem flächendeckenden Einsatz von Xenonlicht 50 % der schweren Unfälle bei Nacht auf Landstraßen und 30 % der schweren Unfälle auf Autobahnen (und damit 18 % der Todesopfer) vermeiden lassen. Diese Studie basiert auf offiziellen Zahlen der Bundesanstalt für Straßenwesen, ist allerdings von einer Initiative der europäischen Beleuchtungshersteller in Auftrag gegeben und finanziert worden, ohne dass dies in dem veröffentlichten Material offen ausgewiesen wurde. Es wurde nicht ermittelt, ob und wenn ja, wie viele zusätzliche Unfälle wegen Blendwirkung entstehen.

Bei Messung oberhalb der Scheinwerferachse darf Xenonlicht nicht stärker als konventionelles Halogenlicht blenden. Bei fehlerhaft eingestellten Systemen, in bestimmten Fahrsituationen (Fahrt über eine Kuppe oder eine Bodenwelle, sowie bei versehentlich eingeschaltetem Xenon-Fernlicht bei Gegenverkehr) liegt die Blendwirkung jedoch deutlich höher als bei klassischen Scheinwerfern, was für einen entgegenkommenden Fahrer definitiv unangenehmer ist. Da mehr Licht bei regennasser Fahrbahn zwangsweise mehr Blendwirkung bedeutet, geht jede Verbesserung aus Fahrersicht zu Lasten des Entgegenkommenden. Es gibt auch Fahrer, die Xenonlicht grundsätzlich als aggressiv empfinden.

Bei Nebel und schlechter Sicht wirkt sich der hohe Blauanteil angeblich negativ auf den Kontrast und die Sichtweite aus, da kurzwelliges Licht an Nebel und Dunst stärker gestreut wird als das langwelligere Glühlicht. Dabei hat die Uni Surrey festgestellt, daß blaues Licht eine positive Auswirkung auf Angestellte im Büro hat: es macht munterer, steigert die Konzentrationsfähigkeit.

Auch der Verkehrsexpertentag empfiehlt Xenonlicht für mehr Sicherheit im Straßenverkehr.


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