Fahrzeuglampen
Allgemeines zur Funktion
Als Fahrzeuglampen finden - angepasst den unterschiedlichsten Anforderungen - eine Vielzahl von Lampenarten Verwendung. Sie unterscheiden sich äußerlich in Form und Abmessung und elektrisch in Spannung und Leistung. Bild 1 zeigt den Aufbau einer Lampe am Beispiel einer 12 V-Halogen-Scheinwerferlampe.
Bild 1
Trotz äußerer Unterschiede haben alle Fahrzeuglampen eines gemeinsam: die Funktionsweise.
Glühlampen sind Temperaturstrahler, welche die aufgenommene elektrische Energie in Licht umwandeln. Dies geschieht dadurch, dass durch dünne Wolframdrähte (Glühwendel) elektrischer Strom geleitet wird. Bei entsprechender Stromstärke erwärmt sich der Wolframdraht bis zur Weißglut und strahlt Licht ab. Der Wirkungsgrad von Glühlampen, d. h. das Verhältnis von Lichtstrahlung zur aufgebrachten elektrischen Energie, ist verhältnismäßig gering und beträgt nur ca. 5 %. Der weitaus größte Teil der elektrischen Energie, etwa 95%, wird in Wärme umgewandelt.
Mit steigender Glühtemperatur wird die Lichtausbeute größer. Gleichzeitig dampfen jedoch immer mehr Wolframatome von der Wendeloberfläche ab. Dieser Vorgang führt schließlich auch zum Durchbrennen der Glühwendel. Bei einer Fahrzeuglampe kann man das Abdampfen von Wolfram nachträglich äußerlich an dem dunklen Belag an der Innenseite des Glaskolbens erkennen (Schwärzung). Das Abdampfen der Wolframatome vollzieht sich nicht gleichmäßig über die gesamte Wendellänge, sondern ist an der Stelle, an der die höchste Glühtemperatur auftritt, nämlich in Wendelmitte am stärksten. Hier bilden sich dann auch Schwachstellen, an denen die Wendel im Normalfall durchbrennt oder bei Erschütterungen bricht. Um die Lebensdauer einer Glühlampe zu erhöhen, wird der Glaskolben luftleer gepumpt oder auch mit einem Schutzgas gefüllt. In der Regel werden Stickstoff, Argon oder Krypton verwendet.
Von den physikalischen Gegebenheiten her sind die beiden Hauptforderungen an Glühlampen konträr:
- eine möglichst hohe Lichtausbeute bei gleichzeitig langer Lebensdauer.
Die Berücksichtigung des Einsatzes in Verbindung mit den Herstellungskosten führt dazu, dass Lampen geringerer Leistung (z. B. Anzeigelampen) in der Regel ein Vakuum besitzen, während Lampen mit höherer Leistung (z. B. Scheinwerferlampen) gasgefüllt sind.
Mit gasgefüllten Lampen gelingt es, beide oben erwähnten Forderungen zu verbinden. Durch den Gasdruck in der Lampe wird das Abdampfen der Wolframatome verhindert bzw. gehemmt und dadurch die Lebensdauer erhöht.
Halogenlampen sind ebenfalls gasgefüllte Lampen mit einem Halogenzusatz (Jod oder Brom). Dieser Zusatz bewirkt, dass sich die von der Wendel abgedampften Wolframatome in einem Kreisprozess wieder auf der Wendel niederschlagen. Verbunden mit einem höheren Gasdruck im Lampeninneren erlaubt dieser Prozess eine höhere Glühtemperatur der Wendel und damit größere Lichtausbeute bei gleichzeitig längerer Lebensdauer.
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