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Automobilscheinwerfer im Wandel der Zeit

Von der Kerze zum Laserlicht

Immer heller und weiter sollen die Scheinwerfer in unseren Automobilen leuchten. Sie passen sich automatisch dem Verkehr an, blenden nicht. Fahren mit Kerzenlicht wie noch vor 100 Jahren ist heute mit Laserlicht nicht mehr vorstellbar. //Von Raphaela Behrens

03.03.2016//Ende des 19. Jahrhunderts wurde bei den ersten Automobilen die Beleuchtung noch komplett vernachlässigt. Das Fahrvergnügen erlebten Ihre Besitzer nur bei Tageslicht. Das änderte sich auch mit der ersten Beleuchtung in Form von Laternen mit Kerzen nicht. In der Polizeiverordnung vom April 1901 heißt es im Paragraphen 31 nur: "Während der Dunkelheit und bei starkem Nebel müssen die Laternen brennen."

Immer schnellere Fahrzeuge und ein stetig steigendes Bedürfnis nach Sicherheit führten auch zu neuen Entwicklungen in der Fahrzeugbeleuchtung. Heute ist Fahren bei Kerzenlicht undenkbar, immer weiter und heller soll das Licht am Auto leuchten. Mit Laserlicht erreicht man heute Leuchtweiten von 600 Metern.

Nicht alles Gold, was glänzt

"Ich erinnere mich noch gut an das schummerige Licht in meinem ersten Auto" ,erzählt Manfred Rueb. Er fährt seit über 40 Jahren Auto und hat viele unterschiedliche Fahrzeugbeleuchtungen erlebt. Arnold Flottmann geht es ähnlich, er ist mit 77 Jahren noch aktiver Autofahrer. "Mit der Zeit wurde es immer angenehmer Auto zu fahren. Man konnte mehr erkennen und weiter gucken", erklärt Flottmann. Aber nicht jede neue Lichttechnologie erscheint wie ein Fortschritt, wie sich beispielsweise mit der Einführung des Xenon-Lichts zeigte. Es wirkt heller und bläulicher als das bis dahin verwendete Halogenlicht und wird von vielen Autofahrern als sehr störend empfunden. Ähnlich empfinden viele Autofahrer beim LED-Licht. "Seitdem immer mehr LED-Technik eingesetzt wird, fühle ich mich oft geblendet von dem verhältnismäßig grellen Licht. Ich trage eine Brille. Wenn es dann bei LED-Licht, egal ob von Autos oder von Ampeln, zusätzlich noch regnet, ist es ganz schlimm", resümiert Rueb die Entwicklungen der letzten Jahrzehnte.In einem Punkt sich sich Flottmann und Rueb allerdings einig: Die schummrige Beleuchtung aus ihrer Zeit als Fahranfänger möchten beide nicht zurück haben.

Am Anfang war das Licht aus Gas

Die Karbidlampe löste die Kerze Ende des 19. Anfang des 20. Jahrhunderts in der Fahrzeugbeleuchtung ab. Ihr Licht war heller als das bis dahin verwendete Kerzenlicht. Die Lampe besteht aus zwei übereinander befestigten Behältern. Im oberen befindet sich Wasser, im unteren Calciumkarbid. Tropft nun das Wasser nach unten, entsteht Kalk und das Gas Acetylen. Das Gas steigt über eine Rohrleitung auf und wird vor dem Reflektorspiegel entzündet. Der Gasentwickler wurde aus Geruchsgründen außen am Fahrzeug angebracht, pro Stunde verbrauchte eine Karbidlampe rund 35 Liter Gas und es herrschte ständige Brandgefahr. Bei Luftzug, zu viel Gasdruck oder Verunreinigung der Rohrleitung entstand viel Ruß und das Licht wurde zu dunkel. Für die bereits zu dieser Zeit immer schneller werdenden Fahrzeuge erwies sich das Licht bald als zu dunkel.

Aufbau der Karbidlampe.//Grafik: Raphaela Behrens

Aufbau der Karbidlampe.//Grafik: Raphaela Behrens 

Das Licht wird elektrisch

Ab dem Jahr 1910 entwickelte man sich weg vom Gas. Zunächst versuchte man sich an batteriebetriebenem Licht, bevor man sich an einer Technik orientierte, die bereits seit der ersten Hälfte des 19. Jahrhundert bekannt war. Mit einem Dynamo wurde nun während der Fahrt der benötigte Strom für den Scheinwerfer erzeugt. Die ersten elektrischen Scheinwerfer waren geboren.  Im Jahr 1913 führte die Firma Bosch eine Weiterentwicklung dieser Technik, das sogenannte "Bosch-Licht" ein. Erstmals wurde ein Scheinwerfer mit einem Generator betrieben. Er wurde vom Motor des Autos angetrieben und erzeugte während der Fahrt die nötigte Energie. War der Generator damals noch Mittel zum Zweck, ist er heute gar nicht mehr wegzudenken und jeder kennt ihn als Lichtmaschine.

Aus zwei mach eins

Erst nach dem ersten Weltkrieg setzte sich die Elektrik bei den Automobilscheinwerfern durch. Der Wunsch nach sicherem Fahren bestimmte die Eigenschaften: Um auch nachts auf gerader Strecke schnell fahren zu können, musste das Licht eine hohe Reichweite haben. In Kurven und bei Gegenverkehr sollte die komplette Straße ausgeleuchtet sein; entgegenkommende Fahrer und auch Fußgänger durften nicht geblendet werden. Um diese Anforderungen zu erfüllen, war es bis dato nötig, zwei Scheinwerfer auf jeder Autoseite anzubringen. Der Lampenhersteller Osram entwickelte mit seiner "Bilux-Lampe" in den 1930er Jahren eine Glühlampe, die den Markt revolutionierte. Sie erfüllte alle gestellten Anforderungen in nur einer Glühlampe. Später folgten weitere Hersteller dieser Technik.

Die Bilux-Lampe revolutionierte in den 1930er Jahren den Markt.//Grafik: Raphaela Behrens

Die Bilux-Lampe revolutionierte in den 1930er Jahren den Markt.//Grafik: Raphaela Behrens 

In einem Glaskolben sind zwei Glühwendeln enthalten. Eine ist so positioniert, dass Sie im Brennpunkt des Scheinwerfers liegt und das Fernlicht bildet. Die andere ist etwas oberhalb angeordnet und mit einer Abblendkappe versehen, das Abblendlicht. Per Schalter konnte umgeschaltet werden. Beim Fernlicht oder auch Hauptlicht werden die Lichtstrahlen geradeaus durch das Scheinwerferglas geleitet. Mit einem guten Scheinwerfer konnte man so Hindernisse in etwa 200 – 250 Metern Entfernung erkennen.  Beim Abblendlicht werden die Lichtstrahlen nur in den oberen Teil des Scheinwerferspiegels gelenkt. Dort werden Sie gebrochen und auf den Fahrweg vor dem Auto gelenkt. Die Straße wird so in kompletter Breite ausgeleuchtet, entgegenkommende Fahrzeuge oder Fußgänger nicht geblendet. Auch bei Fahrten über Hügel oder durch bergiges Gelände bewährte sich das Abblendlicht, da nach überfahren der Kuppe das Abblendlicht direkt die abfallende Strecke beleuchtet. Herstellerunabhängig hielt sich die Bilux-Lampe für einen langen Zeitraum

Lichtstrahlen beim Fern- und Abblendlicht.//Grafik: Raphaela Behrens

Lichtstrahlen beim Fern- und Abblendlicht.//Grafik: Raphaela Behrens

Zurück zum Licht aus Gas

Ab 1965 machten Halogenlampen der bisherigen Bilux-Lampe Konkurrenz. Der Vorteil der Halogenlampen lag in der höheren Leuchtkraft und der Beständigkeit. Bilux-Lampen wurden mit fortschreitenden Betriebsstunden immer schwächer. Für Fern- und Abblendlicht gab es zunächst jedoch wieder zwei getrennte Glühlampen. 1971 wurde mit der "H4" ,einer Zweifaden-Halogen-Glühlampe, Abblend- und Fernlicht erneut kombiniert. Mit einer Abblendkappe wurde zwischen Fern- und Abblendlicht umgeschaltet. Halogenlampen sehen aus wie normale Glühlampen. Der Glaskolben ist jedoch mit Halogengas gefüllt. Dieses erhöht die Lebensdauer der Glühwendel, da sie durch chemische Reaktionen von Glühfaden und Halogengas nicht so schnell abnutzt. Die Glühwendel wird durch elektrischen Strom so lange erhitzt, bis sie neben Wärme- auch Lichtstrahlung abgibt.

Die Halogenlampen werden auch heute noch laufend weiterentwickelt, jedoch erreichen nicht alle Modelle die Marktreife.//Foto: Raphaela Behrens

Die Halogenlampen werden auch heute noch laufend weiterentwickelt, jedoch erreichen nicht alle Modelle die Marktreife.//Foto: Raphaela Behrens

Alles Xenon oder was?

Die nächste Technologie gilt als umstritten. Sie wurde im Jahr 1991 erstmals vorgestellt: das Xenon-Licht. Der Scheinwerfer ist mit einem Gemisch aus Xenongas, Quecksilber und Metallhalogeniden gefüllt, das Licht entsteht nach einem elektrischen Impuls durch Funkenüberschlag. Das helle Licht wird von vielen Autofahrern als sehr störend empfunden, die Umweltbelastung bei der Herstellung und Entsorgung der Scheinwerfer ist höher, als bei Halogenscheinwerfern und der Einbau bzw. Austausch kann nur durch Fachpersonal erfolgen. Das Fernlicht blieb zunächst ein Halogenlicht, bis 1999 das Bi-Xenon-Licht eingeführt wurde. Die Technik war bereits bekannt. Abblend- und Fernlicht wurden in einem Scheinwerfer kombiniert und durch eine Blende zum Abblendlicht abgedunkelt. Durch die Zusammenfassung zu einem Bauteil, wird Energie, Raum und Gewicht eingespart und der Kraftstoffverbrauch verringert.

Hier erfahren Sie mehr zu Aufbau und Funktion von Xenonscheinwerfern. (Grafik: Raphaela Behrens)

Intelligentes Licht

Die nächste große Innovation hielt Anfang der 2000er Jahre Einzug auf dem Automobilmarkt, nachdem die Technik in den 1960er Jahren zunächst per Gesetz verboten worden war. Adaptives Kurvenlicht, also Scheinwerfer, die der Lenkbewegung des Fahrers innerhalb weniger Sekunden folgen und so vor allem in Kurvenfahrten für mehr Sicherheit sorgen. Bei dynamischem Kurvenlicht schwenkt das gesamte Abblendlicht, beim statischen Abbiegelicht schaltet sich der Nebelscheinwerfer beim Abbiegen automatischein, um den Boden nah am Fahrzeug besser auszuleuchten. Einen Schritt weiter geht das LED-Licht bei den neuen intelligenten Lichtsystemen wie "Matrix-LED" oder "Multibeam". Die Leuchtdioden werden einzelnd gesteuert, Kameras oder Sensoren erkennen die jeweilige Verkehrssituation und sorgen dafür, dass die Fahrbahn entsprechend ausgeleuchtet wird. So werden im Fernlichtmodus zum Beispiel engegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeuge erkannt und an diesen Stellen das Fernlicht ausgeblendet. Der restliche Fernlichtbereich bleibt weiterhin hell ausgeleuchtet.

Heute bestimmt das Design des Fahrzeugs das Aussehen der Scheinwerfer. Sie werden zu einem wichtigen Erkennungsmerkmal.//Foto: Raphaela Behrens

Heute bestimmt das Design des Fahrzeugs das Aussehen der Scheinwerfer. Sie werden zu einem wichtigen Erkennungsmerkmal.//Foto: Raphaela Behrens

Sie interessieren sich für "die Augen" der Autos aus den vergangenen Jahrzehnten?

Vom Kerzenlicht zum Laserlicht from technikjournal.de on Vimeo.

Erfahren Sie mehr über die Entwicklungen bei den Automobilscheinwerfern in den letzten 100 Jahren.// Video: Raphaela Behrens

Raphaela Behrens, Technikjournalismus/PR, 7. Semester

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