Wissenswertes über Led
Was Sie schon immer über LED-Scheinwerfer wissen wollten

Warum LED-Scheinwerfer?

Die Nutzung von LED-Scheinwerfern bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich, welche im Folgenden erläutert werden sollen.

Die Licht-Performance ist bei LED-Scheinwerfern wesentlich besser als bei klassischen Leuchtmitteln wie Halogen (oder Xenon). LED-Scheinwerfer erzeugen je nach Typ ein deutlich weißeres Licht bei gleichzeitig homogener Ausleuchtung. Das deutlich heller wahrgenommene Licht sorgt für ein sicheres, angenehmes und ermüdungsfreies Fahren. Besonders der Punkt der erhöhten Fahrsicherheit ist ein wesentlicher Punkt für LED-Scheinwerfer.

Natürlich haben Scheinwerfer in LED-Technik auch eine Reihe von technologischen Vorteilen.

Durch die wesentlich geringere Leistungsaufnahme bzw. Stromverbrauch „verbraucht“ Ihr Fahrzeug weniger Strom (und dadurch Treibstoff), was nicht nur Ihren Geldbeutel schont, sondern auch der Umwelt zugute kommt. LED-Scheinwerfer verfügen über eine sehr viel höhere Lebenserwartung als konventionelle Leuchtmittel.

Es ist mit einer durchschnittlichen Lebensdauer von ca 10 Jahren zu rechnen. Bei konventionellen Leuchtmitteln liegt die erwartete Lebensdauer für Xenon oftmals unter 10% der Lebensdauer von LED- Scheinwerfern. Bei Halogen- Leuchtmitteln liegt dieser Wert sogar bei nur 2-4% in Relation zur Lebensdauer von LED- Scheinwerfern.

Neben der Lebensdauer gibt es bei allen Leuchtmitteln auch weitere Begleiterscheinungen wie ein beschleunigter Alterungsprozess aufgrund der Hitze im Inneren des Leuchtmittels, oder die zusätzlich vorgeschriebene Ausrüstung mit einer Leuchtweitenregulierung und einer Streuscheibenreinigungsanlage (s.u.). Dies treibt die Kosten der Integration eines Xenon-Scheinwerfer-System deutlich in die Höhe.

Besonders wichtig ist die Lebensdauer und die damit verbundene Kostenersparnis bei LED-Scheinwerfern, wenn sie in gewerblichen Bereichen wie dem ÖPNV Anwendung findet. Hier müssen defekte Leuchtmittel aus Sicherheitsgründen meist umgehend ersetzt werden, beim Vor-Ort-Einsatz durch Service-Mitarbeiter entstehen oftmals sehr hohe Kosten und der laufende Betrieb wird beeinträchtigt. Um die genaue Höhe des Kostenvorteils zu ermitteln, erstellt Nolden Cars & Concepts für seine gewerblichen Kunden auf Wunsch eine individuelle Amortisationsrechnung für den geplanten Wechsel auf LED-Beleuchtung.

Zulässigkeit/ Verbau / Eintragung / Teilegutachten

Jegliche Beleuchtung an einem Fahrzeug muss die ECE R48 erfüllen. Dort ist u.a. geregelt:

  • Anzahl der Scheinwerfer (z.B. Abblendscheinwerfer 2 Stück, Vorne)
  • zulässiger Anbauort (z.B. Abstand Seite, Höhe)
  • erforderlichen Sichtbarkeitswinkel (aus welchen Winkel müssen z.B. Blinker sichtbar sein)
  • erforderlichen Abstrahlwinkel (Nebelscheinwerfer muss z.B. 45° nach Aussen abstrahlen können)
  • Schaltung (wann darf, oder muss etwas funktionieren)

Detaillierte Informationen gibt es dazu hier: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/ TXT/HTML/?uri=CELEX:42016X1723&from=DE

Beziehen wir uns hier auf den Austausch von vorhandenen Halogenscheinwerfer auf LED-Scheinwerfer (z.B. Defender, Wrangler, Mercedes G, u.a.), erfüllen die Halogenscheinwerfer alle Anforderungen der ECE R48, da dies vom Hersteller geprüft wurde und in der Fahrzeugzulassung bestätigt wurde. Ersetzen Sie nun den Halogenscheinwerfer, ändern sich i.d.R. keines der oben ausgeführten Kriterien und damit entspricht der verbaute LED-Scheinwerfer immer noch der ECE R48.

Handelt es sich um einen kompletten Umbau eines Fahrzeugs und nicht nur um den einfachen Wechsel der Scheinwerfer, muss die ECE R48 erfüllt werden und das muss im Zweifel nachgewiesen werden. Dies kann eigentlich nur durch einen Fachmann erfolgen. Die Verpflichtung zur Einhaltung der ECE R48 obliegt dem Einbauer des Scheinwerfer und nicht dem Hersteller des Scheinwerfers.

Beispiel: VW T5 Multivan mit passender NCC® Tagfahrleuchte und Blende

Bildung von Kondensat

Jeder Scheinwerfer lagert im Laufe der Zeit Feuchtigkeit ein. Die Feuchtigkeit gelangt durch Dichtungen, Kabel oder auch jegliche Kunststoffelemente in den Scheinwerfer. Je weniger der Scheinwerfer genutzt wird, desto mehr Feuchtigkeit lagert sich an. Ein Beispiel: Besonders kritisch sind z.B. über den Winter eingelagerte Wohnmobile. Nach einer Weile kommt es zur sichtbaren Kondensatbildung auf der Scheinwerfer-Abschlussscheibe. Bei einem konventionellen eingeschalteten Scheinwerfer entsteht Hitze und das Kondensat löst sich in der warmen Luft. Durch den Überdruck im Scheinwerfer wird die Feuchtigkeit aus dem Scheinwerfer „gedrückt“ und das Kondensat verschwindet wieder.

LED-Scheinwerfer haben dazu Belüftungselemente. Da bei LED-Scheinwerfern zur Vorderseite hin deutlich weniger Hitze erzeugt wird als bei einem Halogenscheinwerfer, benötigen LED-Scheinwerfer deutlich länger bis sich ggf. gebildetes Kondensat auflöst. Grundsätzlich ist die Kondensabbildung in einem Scheinwerfer normal und unkritisch, solange es nicht zur „Tropfenbildung“ kommt und das Kondensat nach einer längeren Betriebszeit des Scheinwerfers wieder verschwindet. Sämtliche Erstausrüster verweisen inzwischen auf diese Thematik bei LED-Scheinwerfern in ihren Handbüchern.

Eis und Schnee

Jeder kennt Situationen beim Fahren im Schneegestöber, wenn sich Scheinwerfer bei hoher Luftfeuchtigkeit und Temperaturen um den Gefrierpunkt auch schon einmal mit Schnee „zusetzen“. Schnee und Eis spielen bei LED-Scheinwerfern eine besondere Rolle, während es bei Halogen- und Xenon-Scheinwerfern aufgrund der höheren Temperatur des Scheinwerfers ein vernachlässigbares Problem ist.

Maßgeblich für ein „Zusetzen“ des Scheinwerfers ist die Einbausituation des Scheinwerfers bzw. ob Eis und Schnee baubedingt zu den Seiten ausweichen können.

Als weiteres Phänomen ist das Erfrieren von Kondensat, sofern sich welches gebildet hat, im Inneren eines Scheinwerfers bekannt. LED-Modulscheinwerfer frieren schnell zu oder es setzt sich Eis an, da im vorderen Bereich des Scheinwerfers kaum Wärme erzeugt wird. Trotz dessen überwiegen die Vorteile des LED-Scheinwerfers eindeutig hinsichtlich Nutzungsdauer und Eigenschaften.

Wechsel des Halogenleuchtmittels gegen ein LED-Leuchtmittel

Jeder kennt sie: Es gibt LED-Leuchtmittel, welche in gängige Aufnahmen von Halogenleuchtmitteln, wie z.B. H4, H7 u.a. passen. Das hört sich erst einmal nach einer guten, preiswerten und schnellen Lösung an. Aber Achtung! Diese Lösung ist fast immer illegal und das Fahrzeug verliert seine Gesamtzulassung.

Auf jedem Scheinwerfer ist vermerkt, mit welchem Leuchtmittel der Scheinwerfer geprüft und zugelassen wurde. Ein Scheinwerfer ist auch immer nur mit diesem Typ Leuchtmittel zugelassen. Somit erlischt die Zulassung, wenn ein LED-Leuchtmittel eingebaut wird. Unabhängig davon, ist die Lichtverteilung bei derartigen Lösungen oft stark abweichend von der Originalausleuchtung. Weiterhin ist eine Blendung und somit Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer nicht ausgeschlossen.

Defekt einzelner LEDs in einem LED Scheinwerfer

LED-Scheinwerfer nutzen fast immer multiple LEDs. LED-Scheinwerfer sind so konstruiert, dass der Austausch einzelner Komponenten auf Grund der hohen Lebenserwartung und Zuverlässigkeit der Scheinwerfer nicht eingeplant ist. Eine konzeptuelle Änderung würde zu weit aus höheren Kosten und zusätzlich neue Schwachstellen, wie etwa Dichtungen etc., führen. Nicht zuletzt würde das Ausfallrisiko des Scheinwerfers durch derartige konzeptuelle Änderungen wieder steigen. Kommt es somit zum Teilausfall eines LED-Scheinwerfers, muss in aller Regel der gesamte Scheinwerfer getauscht werden.

Zulassungspflicht und Kennzeichnung von Scheinwerfern / Elektronik

Im Geltungsbereich der ECE muss jeder Typ Scheinwerfer (außer Arbeitsscheinwerfer) eine Zulassung besitzen und die entsprechenden Zulassungskennzeichen müssen sichtbar am Scheinwerfer angebracht sein. Jede Lichtfunktion hat ein eigenes Zulassungskennzeichen.

Besitzt ein Scheinwerfer z.B. Abblend- und Fernlicht („Bi-LED“) in einem Scheinwerfer, müssen auch zwei Zulassungskennzeichnungen für die Lichttechnik vorhanden sein. Gleiches gilt für jegliche Elektronik, welche an das Bordnetz angeschlossen wird. Jeder LED-Scheinwerfer besitzt auch eine Elektronik. Diese muss eine Zulassung für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) haben. Damit wird sichergestellt, dass der Scheinwerfer keine Störungen im Bordnetz verursacht und auch bei externen Störungen (z.B. Funk, GPS, GSM, u.a.) im Fahrzeug einwandfrei funktioniert. Somit muss jeder LED-Scheinwerfer mindestens zwei Zulassungskennzeichnungen (Lichttechnik und Elektronik) haben. Eine fehlende EMV-Zulassung gibt es leider noch sehr häufig. Auch Arbeitsscheinwerfer benötigen eine EMV-Zulassung.

Es gibt jedoch Anbieter, die nur das Zulassungskennzeichen für eine EMV-Zulassung aufbringen und damit suggerieren einen zugelassenen Scheinwerfer anzubieten, obwohl dieser keine lichttechnische Zulassung hat. Bei einem Fahrzeug mit nicht zugelassenen Scheinwerfern kann die gesamte Zulassung und damit auch der Versicherungsschutz hinfällig sein

 

Die Abbildung rechts zeigt typische Zulassungmerkmale:

A = Lichtfunktion Positionslicht

E4 = Herkunftsland (hier: Niederlande)

02 00= Revisionsnummer

RL = Lichtfunktion Tagfahrleuchte

13677 = Typenprüfnummer

 

Gefälschte Zulassungskennzeichen

Gefälschte Zulassungskennzeichen sind für den Laien leider schwer zu erkennen, sie kommen jedoch häufig vor.

Oft werden Zulassungskennzeichen erfunden oder für verschiedene Scheinwerfer die gleichen Kennzeichnungen verwendet. Jede ECE-Zulassung ist registriert und damit nachprüfbar. Im Zweifel lassen Sie sich die Zulassungsurkunde von der zulassenden Behörde zusenden. Dies ist allerdings recht kompliziert und wenig erfolgversprechend.

Scheinwerfer-und Leuchtenausfallkontrollsysteme

Möchte ein Fahrzeug in Europa auf öffentlichen Straßen unterwegs sein und dafür das ECE-Prüfzeichen erhalten, muss es unter anderem eine Ausfallkontrolle für die Beleuchtung an Bord haben. Das bedeutet ein System, das die Abblendscheinwerfer und Blinkleuchten überwacht und im Falle eines Ausfalls den Fahrer unmissverständlich warnt – durch einen Warnton und eine entsprechende optische Meldung im Cockpit.

Ein wenig problematisch wird es jedoch durch die Tatsache, dass Bordelektronik und Diagnosesysteme der meisten Fahrzeugmodelle auf konventionelle Leuchten ausgelegt sind. Also zum Beispiel auf Halogen-Blinkleuchten oder auch Xenon-Scheinwerfer. Moderne LED-Einheiten sind jedoch wahre Wunderwerke, die unter anderem den Vorteil besitzen, weitaus weniger Energie zu verbrauchen. Diese geringere Leistungsaufnahme der LED stuft die Bordelektronik nun als „Störung“ ein, da sie die geringeren Leistungswerte als Indiz für einen Defekt ansieht. Man könnte in die Kabelbäume Widerstände einbauen, doch das würde im besten Fall dazu führen, dass unnötig Leistung vernichtet würde. Der Einspareffekt einer LED-Lösung wäre dahin. Und im schlimmsten Fall könnten Widerstände sogar Schmorbrände verursachen. Deshalb ist diese Notlösung auch richtigerweise verboten.

Pflicht einer Ausfallkontrolle von LED-Abblendscheinwerfern

Diese wird im Geltungsbereich der ECE zwingend gefordert. Ein Fahrzeug welches diese Forderung nicht erfüllt, kann ohne Versicherungsschutz sein. Die ECE fordert entweder eine Anzeige des defekten Scheinwerfers beim Fahrer (z.B. Kontrollleuchte) oder der Scheinwerfer muss auch bei einem partiellen Defekt (z.B. Ausfall einer einzelnen LED) vollständig abschalten. Nolden LED-Abblendscheinwerfer haben ein integriertes Diagnosesystem und schalten bei einem partiellen Defekt ab..

Anti-Flacker-Module (PWM-Glätter)

Alle Hauptscheinwerfer von Nolden Cars & Concepts haben elektronische Dämpfungselemente integriert, welche ein Flackern durch eine PWM oder Prüfimpulse eines Diagnosesystems im Bordnetz bestmöglich verhindern oder reduzieren. Liefert das Bordnetz aber nicht mehr ausreichend Energie um den Scheinwerfer stabil anzusteuern, kann ein Flackern nicht verhindert werden. Kommt es zum Flackern, können externe Zusatzmodule helfen, welche Nolden Cars & Concepts ebenfalls anbietet.

Neben Antiflicker-Modulen sind bei Nolden Cars & Concepts auch Kombimodule aus Antiflicker- und „LMS“ Modulen (Load Monitoring System) verfügbar. Diese Systeme arbeiten nach einem patentierten Verfahren und sind nicht mit im Handel verbreiteten Kondensatorlösungen vergleichbar. Kondensatorlösungen sind zwar sehr preisgünstig, oft gibt es jedoch Scheinwerferausfälle oder Fehlfunktionen, da beim Laden und Entladen der Kondensatoren kurzeitig hohe Ströme fließen welche vom Scheinwerfersteuergerät, der Fahrzeugelektronik oder beiden als Fehler interpretiert werden.

Einige neue Scheinwerfer aus dem Nolden Cars & Concepts Portfolio haben einen Zusatzanschluss für Batterieplus und können damit jegliches Flackern unterbinden — und dies ohne externe Zusatzmodule.

Thermisches Management / Luftführung

Sowohl die Lichtausbeute wie auch die Lebensdauer eines LEDModuls hängen entscheidend vom Thermomanagement ab.

Der gezielte Einsatz von Kühlkörpern leistet einen grundlegenden Beitrag zum Thermomanagement. Wichtigster Faktor für die richtige Betriebstemperatur einer LED ist ein gutes Thermomanagement. Zu hohe Temperaturen haben nachweislich einen direkten Einfluss auf Lebensdauer und Lichtstrom, sowohl bei einem einzelnen LED-Bauteil, als auch dem komplexen LED-Modul. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Wärme durch konstruktive Maßnahmen (z.B. Kühlkörper) vom Halbleiterchip abzuleiten. Grundsätzlich kann man sagen: Je kühler die LED betrieben wird, desto länger ist ihre Lebensdauer und umso höher ist ihre Lichtleistung. Entscheidend ist zudem die Umgebungstemperatur: Je wärmer es ist, umso wichtiger ist eine effiziente Wärmeableitung in der Leuchte. Anders als bei vielen OEM-LED-Scheinwerfern, brauchen die Premium-LED-Module von Nolden Cars & Concepts keine aktive Kühlung, sondern erreichen ihre hervorragenden Ergebnisse bereits mit einer passiven Kühlung.

Seriöse Hersteller vermerken die zulässige Umgebungstemperatur auf ihren Produkten bzw. in der Produktbeschreibung. Nur so können Lichtströme und Lebensdauern der LEDs optimal ausgeschöpft werden. Bei der Integration von LED-Scheinwerfern in Fahrzeuge sind die Einbauvorgaben des Herstellers somit genau zu beachten und es muss für ausreichend Kühlluft gesorgt werden. Auf keinen Fall dürfen die Kühlkörper direkt im Kontakt mit Fahrzeugkomponenten sein. Die vom Hersteller vorgeschriebenen Abstandsmaße sind einzuhalten.

Abbildung zeigt „Kühlrippen“ eines LED-Scheinwerfers

GESETZLICHE REGELUNGEN LED-FAHRZEUGBELEUCHTUNG

Fachchinesisch

Häufig kommen Begriffe wie LUX, Candela usw. vor. Was hat es damit auf sich?

 

Beleuchtungsstärke (Lux)

  • Einheit der Beleuchtungsstärke
  • Wie viel Licht kommt von der Austrittsquelle an einer bestimmten Stelle an
  • Es ist eine „Empfängergröße“
  • Die Lux-Angabe ist entscheidend zur Bestimmung der Arbeitsbedingungen

Lichtstrom (Lumen)

  • „Lumen“ beschreibt das komplette Licht, das von einer Lichtquelle zu allen Seiten ausgestrahlt wird
  • Der Lumen-Wert liefert keine Aussage dazu, wie sich das Licht im Raum verteilt
  • Lumen ist eine „Sendegröße“
  • Zu unterscheiden sind gemessene Lumen von errechneten Lumen
  • Nolden gibt stets die gemessenen Lumen-Werte an, die tatsächlich emittiert werden

Lichtstärke (Candela)

  • Candela beschreibt die Lichtstärke, die von einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung gesendet wird
  • Candela ist ebenfalls eine „Sendegröße“
  • Der Candela-Wert wird herangezogen, um die Blendwirkung, die eine leuchtende Fläche im menschlichen Auge verursacht, zu bemessen

Lichtfarbe (Kelvin)

  • Die wahrgenommene Lichtfarbe ist subjektiv und von den Umgebungslichtverhältnissen abhängig
  • Die Lichtfarbe wird gerne als Lichttemperatur (Kelvin) angegeben
  • Der wahrgenommene Farbeindruck des Lichtes von Beleuchtungsfunktionen muss „weiß“ sein
  • Die Lichttemperatur hat eine Auswirkung auf den Helligkeitseindruck
  • Nolden Scheinwerfer und Leuchten bewegen sich in einem neutralweißen bis kaltweißen Spektrum, wodurch das Licht heller erscheint

Geometrische Sichtbarkeit

  • Die sichtbare, leuchtende Fläche eines Scheinwerfers oder einer Leuchte muss mindestens innerhalb des Bereiches, der durch die Winkel der geometrischen Sichtbarkeit abgegrenzt ist, zu sehen sein
  • Innerhalb dieses Bereiches dürfen sich keine Hindernisse (Fahrzeug- oder Anbauteile, wie z.B. Gitter vor dem Scheinwerfer) für das abgestrahlte Licht befinden (Ausnahmen unter besonderen Umständen möglich)
  • Die Angaben zu diesen Winkeln sind in der Regelung ECE R48 im Absatz 6 "Besondere Vorschriften" zu jedem Scheinwerfer- bzw. Leuchtentyp zu finden

Vorschrift bezüglich Scheinwerferreinigungsanlagen (SRA)

  • Alle Fahrzeuge, deren Abblendscheinwerfer mehr als 2000 Lumen haben, müssen mit einer Scheinwerferreinigungsanlage ausgestattet sein
  • NCC® Scheinwerfer und Leuchten liegen nahe unter dieser Grenze

Vorschrift bezüglich Leuchtweitenregulierung (LWR)

  • Eine LWR ist immer dann erforderlich, wenn ohne LWR die Vorgaben für die Hell/Dunkel-Grenze nicht bei jedem Beladungszustand erfüllt werden würden
  • Nur wenn der IST-Lichtstrom von Abblendscheinwerfern 2000 Lumen übersteigt, MUSS eine automatische LWR vorhanden sein
  • Alle NCC® Abblendscheinwerfer liegen nahe unter der Grenze von 2000 Lumen, daher ist eine automatische LWR nicht zwingend vorgeschrieben

Vorschrift bezüglich elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV)

  • Alle aktiven, elektronischen Komponenten an einem Fahrzeugen müssen die ECE R10 erfüllen und werden somit hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Verträglichkeit geprüft
  • Alle NCC® Scheinwerfer und Leuchten erfüllen die ECE R10
  • Keine EMV = Gesamtzulassung des Fahrzeugs kann erlöschen

LHD = Rechtsverkehr

RHD = Linksverkehr

Irrtümer und Änderungen vorbehalten

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Wir liefern Komplettlösungen, auf Wunsch
gemeinsam mit dem Kunden entwickelt und
einbaufertig produziert.

UNTERNEHMENSPRÄSENTATION

Die ursprünglich 1979 gegründete Nolden Cars & Concepts ist mit ihrer Eigenmarke NCC® Hersteller von innovativen LED-Scheinwerfern und Leuchten im Premium Segment. Nolden Cars & Concepts bietet ein breites Spektrum an Plug&Play Modulscheinwerfern, sowie auch kundenspezifische Entwicklungen. Als OEM-Lieferant bedient Nolden Cars & Concepts Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen wie Automotive, Caravan, Zweirad, Omnibus, Sonderfahrzeugbahn sowie Schienenfahrzeuge.

GESAMTKATALOG FAHRZEUGBELEUCHTUNG

Darin finden Sie gleich eine ganze Serie interessanter Innovationen bei LED-Scheinwerfern und -Leuchten – gekrönt von den Weltneuheiten NCC® AVEGO und NCC® ARTON, den ersten modularen Scheinwerfersystemen aus eckigen Modulen.
Denn eckig ist die neue Dimension!