Im Forschungs- und Entwicklungszentrum von Volkswagen in Wolfsburg herrscht strikte Geheimhaltung: Kameras an Handys und Laptops werden abgeklebt, und selbst die geringste Abweichung von der vorgeschriebenen Route ist unerwünscht. Wir erhielten einen exklusiven Einblick in die neuesten Entwicklungen der Fahrzeugbeleuchtung – modernste Scheinwerfer, Leuchten und mehr. Zunächst kamen die Chefdesigner zu Wort, die alle betonten, wie entscheidend gestalterische Freiheit bei der Arbeit mit der Ästhetik von Beleuchtungseinheiten ist. Allein in diesem Bereich sind bis zu 15 hauseigene Designer tätig. Doch was ist mit den Ingenieuren?
Ein kurzer Rückblick auf die Geschichte der Fahrzeugscheinwerfer
Die Ingenieure spielten keineswegs eine Nebenrolle. Der eigentliche Durchbruch in der Fahrzeugbeleuchtung kam mit der Einführung der H4-Halogen-Zweifadenlampe im Jahr 1971. Ihr Nennabblendlicht von 1.000 Lumen war damals unerreicht, und die H4 ist bis heute in vielen preisgünstigen Fahrzeugen im Einsatz, darunter frühe Versionen des Volkswagen Polo. Die gesamte Lichtausbeute der Lichtquelle ist der entscheidende Faktor dafür, wie gut ein Scheinwerfer die Straße ausleuchtet – Reflektorfläche, Form, Oberflächenqualität und Streuscheiben-Optik sind sekundäre Verfeinerungen.
Bis Anfang der 1990er Jahre dominierten die H4 und ähnliche Halogenlampen die weltweiten Märkte (mit Ausnahme der Vereinigten Staaten, die eigene Standards beibehielten). Inzwischen hatten die Ingenieure gelernt, die Lichtausbeute durch verbesserte Reflektorformen und Projektionsmodule zu maximieren. Neue Lampen folgten, die die Leistungsanforderungen jeweils weiter anheben:
- H7 (1.500 Lumen) – Einfadenlampe, weit verbreitet in Abblend- und Fernscheinwerfern
- HB3 (1.860 Lumen) – verbaut in Modellen wie dem Kia Rio und dem Hyundai Solaris
- H9 (2.100 Lumen) – Leistungsrekordhalter unter den Halogen-Fernlichtlampen
Die Xenon-Revolution: Hochdruckentladungslampen
1991 führten Ingenieure Xenon-Lampen (HID) ein – eine echte Revolution in der Fahrzeugbeleuchtung. Sie erzeugen Licht durch einen Lichtbogen anstatt durch einen erhitzten Glühfaden und liefern nominell 3.200 Lumen, mehr als dreimal so viel wie die H4. Allerdings brachte die Xenon-Technologie ihre eigenen technischen Herausforderungen mit sich:
- Höhere Präzisionsanforderungen an Optik und Lichtbündelausrichtung
- Komplexe Zünd- und Vorschaltgeräte mit Einfluss auf die Komponentenanordnung
- Vorgeschriebene automatische Leuchtweitenregulierung zum Schutz des Gegenverkehrs
- Pflicht zur Scheinwerfer-Waschanlage
- Höhere Gesamtkosten im Vergleich zu Halogen-Systemen
Trotz dieser Hürden erwies sich Xenon als äußerst leistungsstark – besonders in Kombination mit den in den 2000er Jahren eingeführten Kurvenlicht-Systemen. Als Alternative zur klassischen 35-W-Variante wurde später ein Xenon-Standard mit nur 25 W entwickelt, der den Lichtstrom unter den 2.000-Lumen-Schwellenwert bringt, ab dem keine automatische Leuchtweitenregulierung und keine Waschanlage mehr vorgeschrieben sind. Die Praxisleistung dieser schwächeren Einheiten kann jedoch recht enttäuschend sein. Es heißt, der 25-W-Standard sei teilweise auf den Druck der Lampenhersteller zurückzuführen, die ihre Leerlaufkapazitäten auslasten wollten. Bemerkenswerterweise hinterlässt das kühle, klare Licht einer gut abgestimmten Halogenlampe oft einen günstigeren Eindruck als das eines preiswerten 25-W-Xenon-Scheinwerfers.
Der Aufstieg der LED-Scheinwerfer: Wo Design auf Ingenieurskunst trifft
Vor etwa 15 bis 20 Jahren traten Designer wirklich in den Vordergrund. Zunächst experimentierten sie mit der optischen Gestaltung von Scheinwerfer-Innenräumen – transparente Abdeckungen, elegante Innenringe, gestreckte und dynamische Silhouetten. Je größer die ästhetischen Ambitionen wurden, desto mehr wuchs der Bedarf nach einer Lichtquelle, die sich in nahezu jede Form integrieren ließ. Die Antwort waren LEDs – und das nicht nur bei Volkswagen.
LED-Technologie überzeugt Ingenieure und Designer gleichermaßen aus mehreren wesentlichen Gründen:
- Geringerer Energieverbrauch im Vergleich zu Halogen und Xenon
- Längere Lebensdauer – Volkswagen schätzt bis zu 8.000 Betriebsstunden
- Gestaltungsfreiheit – LEDs können im Scheinwerfergehäuse frei geformt und angeordnet werden
- Sinkende Preise – Einstiegs-LED-Scheinwerfer kosten heute nur noch geringfügig mehr als vergleichbare Halogen-Einheiten, während eine 25-W-Xenon-Einheit ohne Leuchtweitenregulierung fast doppelt so teuer sein kann
Matrix- und Pixel-LED-Technologie: Der intelligente Scheinwerfer
Der nächste große Sprung kam mit Matrix-LED-Scheinwerfern, die Dutzende individuell angesteuerter Dioden nutzen, um eine vollständig adaptive Lichtverteilung zu ermöglichen. Ein herausragendes Beispiel ist das IQ.Light-Matrix-Modul im neuesten Touareg – etwa so groß wie eine halbe Zigarettenschachtel – und enthält:
- Eine Leiterplatte und einen Kühlkörper mit Lüfter
- 48 Abblendlicht-Dioden
- 27 Fernlicht-Dioden
- Zusätzliche Seitenelemente, die Licht in unbeleuchtete Straßenbereiche lenken
Dieses System blendet entgegenkommende Fahrzeuge bei aktiviertem Fernlicht automatisch aus und passt die Lichtverteilung kontinuierlich an Witterung, Geschwindigkeit und Fahrtrajektorie an. Die effektive Reichweite übertrifft die des 35-W-Xenons um etwa 100 Meter.
Noch beeindruckender ist die Mikropixel-LED – ein 4×4 mm großer Chip, der die volle Lichtleistung des Matrix-Moduls des Touareg erreichen kann. Mit nur drei solcher „Pixel”-Dioden, die jeweils 1.024 einzelne Ministrahlen erzeugen, ist eine Scheinwerfer-Matrix mit 3.072 Zellen möglich – verglichen mit dem aktuellen Standard von 75 bis 80. In der weiteren Zukunft könnten Zwischenmatrix-Filter mit Auflösungen von bis zu 30.000 Pixeln Folgendes ermöglichen:
- Präzise adaptive Lichtbündelformung in Echtzeit
- Auf die Fahrbahn projizierte Abbiegekorridor-Führungslinien
- Fahrbahnseitige Wiedergabe von Blinkern und Warnblinklichtern
- Lichtbasierte Kommunikation zwischen Fahrzeugen oder mit der Straßeninfrastruktur
Ob Fahrbahnprojektionen zum Standard werden, ist fraglich. Straßen sind optisch bereits überladen, Zulassungswege sind komplex, und jede Linsenverunreinigung würde das projizierte Bild erheblich beeinträchtigen.
Laser-Scheinwerfer: Leistungsstark, aber eine Nischentechnologie
Hochleistungs-LED-Prototypen – mit Dioden, die 3 bis 4 A verbrauchen gegenüber den heute üblichen rund 1 A – können bei starker Bündelung bis zu 550 Meter weit ausleuchten. Diese Reichweite war bislang nur mit Laser-Scheinwerfern erreichbar, bei denen Laserstrahlen auf eine fluoreszierende Phosphorplatte treffen und so einen intensiven, aber schmalen Lichtkegel erzeugen.
Laser-Scheinwerfer sind seit etwa fünf Jahren erhältlich, hauptsächlich in Premiummodellen von BMW und Audi. Ihr Einsatz in Serienfahrzeugen bleibt jedoch aus mehreren Gründen unwahrscheinlich:
- Extrem hohe Kosten – die Laser-Option beim Audi A8 schlägt mit einem erheblichen Aufpreis gegenüber den ohnehin teuren Matrix-Einheiten zu Buche
- Spezialmaterialien und -fertigung, ohne erkennbaren Weg zu einer nennenswerten Kostenreduzierung
- Begrenzter Einsatzbereich – der schmale Lichtstrahl ist nur als Fernlicht praxistauglich
Was Fahrer wirklich wollen: Lichtpräferenzen und Personalisierung
Die Verbraucherpräferenzen hinsichtlich Lichtverteilungsmustern variieren stark je nach Region und persönlichem Geschmack. Beim Fernlicht scheiden sich die Geister am meisten:
- Skandinavische Fahrer bevorzugen tendenziell weitreichende, tiefenwirksame Lichtstrahlen, die für dunkle Landstraßen geeignet sind
- Mittel- und westeuropäische Fahrer bevorzugen oft breite Lichtkegel, die ein starkes Gefühl von ausgeleuchtetem Raum erzeugen
- Abblendlicht-Präferenzen sind gespalten zwischen scharfen Hell-Dunkel-Grenzen (typisch für Projektionseinheiten) und weichen, diffusen Übergängen – beide sind in der Praxis gleich leistungsfähig
Volkswagens Ziel ist es, den Fahrern eine sinnvolle Kontrolle über das Lichtverhalten zu geben. Die Standardeinstellungen sind darauf ausgelegt, eine breite Balance zu finden – eine leicht abgeschwächte Helldunkelgrenze, die möglichst viele Präferenzen zufriedenstellt.
Nebelscheinwerfer, Scheinwerferreinigung und LED-Langlebigkeit
Eigenständige Nebelscheinwerfer sind vom Aussterben bedroht – geopfert dem Streben nach saubereren Karosserielinien. Um ihren Wegfall vollständig zu kompensieren, benötigt ein Fahrzeug teure adaptive Hauptscheinwerfer, die den Lichtkegel bei schlechter Witterung und in Kurven verbreitern können. Bei Einstiegsmodellen ist diese adaptive Funktion oft nicht verfügbar, sodass Fahrern bei widrigen Bedingungen eine sinnvolle sekundäre Lichtquelle fehlt.
Auch die Scheinwerferreinigung stagniert weitgehend. Aktuelle Spritzdüsen-Waschanlagen bleiben der Industriestandard, und Volkswagen sieht keine grundlegende Neuerung am Horizont. Eine besondere Herausforderung bei LEDs ist thermischer Natur: Anders als Halogen- und Xenon-Lampen geben sie kaum Wärme ab, sodass Schnee und Eis auf der Linse nicht von selbst schmelzen. Fahrzeuge mit Hochleistungs-LED-Scheinwerfern, die einen Kühllüfter enthalten, leiten diesen Luftstrom oft entlang der Linsenoberfläche, um dies auszugleichen.
Zur Langlebigkeit: Obwohl LEDs herkömmliche Lampen theoretisch weit überdauern, gibt es einen wesentlichen praktischen Vorbehalt – die meisten LED-Scheinwerfer-Baugruppen sind versiegelte Einheiten mit nicht auswechselbaren Dioden. Volkswagen schätzt eine Lebensdauer von 8.000 Stunden, was bei zwei Betriebsstunden pro Tag etwa 11 Jahren entspricht. Bei intensiverer Nutzung verkürzt sich dieses Zeitfenster erheblich. Toyotas Einführung auswechselbarer LED-Module in neueren Corolla-Modellen ist eine bemerkenswerte Ausnahme und eine Entwicklung, die es zu beobachten gilt – der Branchenstandard könnte ihr schließlich folgen.
Der Weg nach vorn: Eine reine LED-Zukunft für Volkswagen
Der Übergang zu ausschließlich LED-Scheinwerfern im gesamten Volkswagen-Produktportfolio ist längst im Gange. Für Designer bedeutet er eine beispiellose gestalterische Freiheit. Für Ingenieure eröffnet er neue Horizonte – insbesondere im Bereich der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation über intelligente Beleuchtung. Bereits in Entwicklung oder kurz vor der Serienreife befindliche Konzepte umfassen:
- Projektion aktiver Einpark-Hilfslinien auf die Fahrbahnoberfläche
- Text- und Bildnachrichten über Rückleuchten-LED-Arrays zur Kommunikation mit dem umliegenden Verkehr
- Adaptive Lichtsignale für autonome und teilautonome Fahrszenarien
Kaufratgeber: Wie man die richtigen Scheinwerfer auswählt
Die wichtigste Erkenntnis für Verbraucher: Verlassen Sie sich nicht allein auf Technologiebezeichnungen. Die Art des Scheinwerfers ist nur ein Teil der Geschichte – die Qualität schwankt innerhalb jeder Kategorie erheblich. Folgendes sollte man im Hinterkopf behalten:
- Halogen ≠ grundsätzlich minderwertig – Hochleistungs-Halogen-Scheinwerfer können einfache LED-Einheiten übertreffen
- LED ≠ automatisch besser als Xenon – preisgünstige LED-Module können hinter gut konstruierten HID-Systemen zurückbleiben
- Keine Waschanlage = unter 2.000 Lumen – Scheinwerfer ohne Reinigungssystem sind regulatorisch auf eine reduzierte Abblendlicht-Lichtausbeute begrenzt
- „LED-Scheinwerfer” ist ein Oberbegriff – er kann ein hochtechnologisches adaptives Matrix-System ebenso bezeichnen wie eine günstige Einstiegseinheit
- Versiegelte Einheiten bedeuten kein Leuchtmittelaustausch – rechnen Sie bei langfristigem Besitz die Kosten für den Austausch der gesamten Scheinwerfer-Baugruppe ein
Eines ist sicher: Fahrzeugscheinwerfer werden intelligenter, effizienter und – zweifellos – immer schöner.
Dies ist eine Übersetzung. Das Original können Sie hier lesen: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Veröffentlicht September 09, 2021 • 9 m zum Lesen
