Wie funktioniert Xenonlicht ?

Beim sogenannten Xenonlicht geht es vor allem um den Einsatz von Xenon-Gasentladungslampen in der Fahrzeugtechnik, wobei diese Lampen für das Abblend- und Fernlicht verwendet werden.

Aufbau und Bestandteile von Xenon Lampen

Die schon fast extreme Helligkeit des Xenonlichts erreicht man durch einen hochkonzentrierten Lichtbogen, der sich zwischen zwei Wolfram-Elektroden in einer Xenon-Gasentladungslampe ausbildet. Das gelingt nur, wenn die Elektroden unter Hochspannung gestellt werden. Der kleine Glaskolben aus Quarzglas ist mit Xenon gefüllt, das ist ein Edelgas. Dabei steht der Glaskolben sogar unter hohem Druck. Außerdem ist das Gas auch noch mit Quecksilber und Metallhalogenide angereichert, insgesamt allerdings weniger als 1 Milligramm. Mit den Metallhalogenide wird die Farbtönung des Lichts gesteuert. Gerade durch die Verwendung von Xenongas ist ein relativ schnelles Hochfahren der Lampe möglich, und das ist im Straßenverkehr durchaus relevant für die Verkehrssicherheit.

In einigen herkömmlichen Halogen-Metalldampflampen wird meistens Argon als Startgas genutzt. Diese Lampen benötigen allerdings mehrere Minuten, um den gewünschten Lichtstrom aufzubauen. Das Xenonlicht kann als eine Art Kombination aus Halogenmetalldampflampe und Xenon-Gasentladungslampe aufgefasst werden. Aus Gründen des Umweltschutzes ist die Entwicklung einen Schritt weiter gegangen mit dem Ergebnis, dass die neuen Varianten des Xenonlichts inzwischen ohne den giftigen Quecksilberanteil auskommen.

Die Zündung der Xenonlampe

Wie bereits erwähnt ist für das Einschalten bzw. das Zünden des Xenonlichts ein Hochspannungsimpuls erforderlich. Dies funktioniert durch eine spezielle, elektronische Zündeinheit in einem Vorschaltgerät mit der Bezeichnung EVG für “electrical ballast”. Darüber hinaus sorgt das EVG nach der Zündung für die Steuerung einer möglichst konstanten Lichtleistung.

Aspekte bei der Fahrzeugbeleuchtung

Die sogenannten Bi-Xenon-Scheinwerfer verfügen nicht über eine interne Klappe, d. h. sowohl das Abblendlicht als auch das Fernlicht haben ihren separaten, eigenen Brenner sowie die zugehörigen Linsen und auch Reflektoren. Die Fahrzeugtypen mit zwei Bi-Xenon-Scheinwerfern verfügen daher also über vier Brenner plus vier Vorschaltgeräte. Ein großer Vorteil des Xenonlichts ist die ungefähr vierfach längere Funktionsdauer der Lampen im Vergleich zur Halogenlampe. Bei Gasentladungslampen gibt es übrigens keinen Glühdraht, an dem man so eine defekte Lampe wie gewohnt eindeutig erkennen könnte.

Zulassung in der Fahrzeugtechnik durch geprüfte Sicherheit

Für den Einsatz in der Fahrzeugtechnik war es erforderlich, dass der bekannt langsame Lichtanlauf einer Gasentladungslampe deutlich beschleunigt abläuft. Genau dies konnte tatsächlich realisiert werden. Bei genauerer Betrachtung entfaltet sich das Xenonlicht in drei kurzen Phasen:

  • Die Zündung – Ähnlich wie bei der Zündkerze wird mithilfe eines Hochspannungsimpulses ein Funke erzeugt, der energiereich genug ist, um das ursprünglich elektrisch neutrale Gas zu ionisieren. Dadurch wird kurzfristig ein leitfähiger Tunnel erzeugt, der zu einem Kurzschlussstrom zwischen den Wolfram-Elektroden führt.
  • Die Anlaufphase – Die Lampe wird in diesem Moment mit einer kontrollierten Überlast betrieben, die zu einem sehr raschen Temperaturanstieg im Kolben führt. In der Folge verdampfen nun die Metallhalogenide und die Farbe des Lichts verändert sich. Innerhalb des Quarzglases steigt der Dampfdruck stark an und mit ihm nimmt auch die Lichtintensität nochmals deutlich zu. Der dabei weiter absinkende, elektrische Widerstand zwischen den Elektroden bewirkt im Steuergerät EVG die Ansteuerung des Zustandes des Dauerbetriebs.
  • Der Dauerbetrieb – Jetzt sind endlich alle Metallhalogenide in der Dampfphase, womit der Lichtbogen seine endgültige Farbe und Form erreicht hat. Auch die Lichtausbeute liefert jetzt den Sollwert. Das EVG muss nun ständig kontrollieren, dass der Lichtbogen nicht zu flattern beginnt. Dies geschieht über eine Optimierung der zugeführten elektrischen Leistung.

Abschließend noch ein wichtiger Sicherheitshinweis:

Gerade weil das Xenonlicht ein ganz besonders helles Licht ist, das dem Autofahrer in der Nacht bei der Orientierung hilft, ist es so wichtig, den Gegenverkehr niemals mit Fernlicht zu blenden. Der Fahrer des entgegenkommenden Fahrzeugs kann dadurch plötzlich für mehrere Sekunden die Orientierung verlieren, was sogar zu einem schlimmen Frontalunfall führen kann.